塑料光纖的特性與應(yīng)用-文庫吧
2025-06-02 01:25 本頁面
【正文】 塑料光纖，出射光從光纖兩端面出射，當(dāng)然入射光的波長不同于出射光的傳輸波長。熒光材料的光特性主要依賴于基質(zhì)材料，熒光塑料光纖增益放大特性同泵浦波長、熒光塑料光纖長度及所用摻雜劑和濃度有關(guān)。所謂增益G是指塑料光纖輸出信號光功率Pout與輸入光功率Pin之間的一種比值。結(jié)語塑料光纖之所以能傳光是因為光纖具有芯皮結(jié)構(gòu)，光在塑料光纖中傳輸是按全反射原理進(jìn)行傳光的，光在SI 塑料光纖中的傳輸方式為全反射式鋸齒型，光在GI 塑料光纖中的傳輸方式為正弦曲線型；同時為了簡化計算，選用子午線進(jìn)行了參數(shù)計算，子午線就是光線的傳播路徑始終經(jīng)過光纖軸并在同一平面內(nèi)，這些參數(shù)計算包括最大入射角或發(fā)射光角度、數(shù)值孔徑、子午線在階躍型光纖中的幾何行程及反射次數(shù)；側(cè)面發(fā)光塑料光纖和熒光塑料光纖也是按全反射原理進(jìn)行傳光的，對于單芯側(cè)面發(fā)光塑料光纖多是由非固有損耗導(dǎo)致側(cè)面發(fā)光，而對于多芯側(cè)面發(fā)光塑料光纖則是由彎曲損耗產(chǎn)生側(cè)面發(fā)光的。熒光塑料光纖經(jīng)過特定波長光激發(fā)后發(fā)出特定波長的光，而且激發(fā)光不僅可從端面入射，而且可從側(cè)面入射。三、基本性質(zhì)塑料光纖具有如下許多突出的優(yōu)點：（1） 重量輕。~，大多在1克/厘米3左右，為玻璃比重的1/2~1/3。這在導(dǎo)彈、人造衛(wèi)星、宇宙航行中有重要的應(yīng)用。（2） 韌性好。例如厚3毫米的聚碳酸酯材料，一般子彈既打不透也打不碎，抗沖擊強度好。塑料光學(xué)纖維柔軟性能好，直徑2毫米仍可自有彎曲而不斷裂，而玻璃光學(xué)纖維直徑大于50微米就不能彎曲。（3） 對不可見光波透過性能好。 在可見光和近紅外波段的透過性能接近光學(xué)玻璃，在遠(yuǎn)紅外和紫外波段，透過率可以大于50%，比光學(xué)玻璃好。（4） 成本低、工藝簡便。塑料的原材料比玻璃原料便宜，而且塑料光學(xué)纖維的操作溫度通常在300186。C以下，而玻璃光學(xué)纖維的制作則需要1000186。C以上的高溫，工藝 比玻璃光學(xué)纖維簡單。塑料光學(xué)纖維主要有如下缺點：（1） 耐熱性能差。一般只能在40186。C~80186。C的溫度范圍內(nèi)使用，只有少數(shù)塑料光學(xué)纖維可以在200186。C附近工作。當(dāng)溫度低于40186。C時，塑料光學(xué)纖維將變硬、變脆。由于塑料的熔點低，比玻璃易老化。（2） 抗化學(xué)腐蝕和表面磨損性能比玻璃差，因而表面易被劃傷，影響光學(xué)質(zhì)量。（3） 易潮解。由于塑料光學(xué)纖維具有上述優(yōu)缺點，在光學(xué)纖維的廣泛應(yīng)用中可以用它來補充玻璃光學(xué)纖維之不足。因而，塑料光學(xué)纖維進(jìn)來已成為光學(xué)纖維的一個極其重要的方面。塑料光學(xué)纖維的特性：光學(xué)特性由于塑料光學(xué)纖維是一種纖維狀長鏈分子，隨著拉絲過程，長鏈分子的宏觀取向?qū)⒑凸鈱W(xué)纖維軸一致。同時塑料光學(xué)纖維是用單體聚合而成，很難得到密度均勻的材料，因而，光學(xué)不均勻性就很難避免，損耗難以大幅度下降。機(jī)械性能塑料光學(xué)纖維的一個顯著的特點是柔軟性好。例如，一毫米粗的塑料光學(xué)纖維，按曲率半徑為6毫米做180186。的來回彎曲100多次，對光學(xué)纖維毫無損害，透過率并無變化。總之，塑料光學(xué)纖維的曲率半徑大于塑料光學(xué)纖維直徑的3倍時，透過率仍無大的變化。塑料光學(xué)纖維耐熱性能差事一個大缺點。一般不能超過80186。C，這是因為塑料本身熔點低的緣故。塑料硬度差，易破損，易老化?；瘜W(xué)性能 塑料光學(xué)纖維的化學(xué)穩(wěn)定性較差，在丙酮，醋酸乙酯或者苯的作用下，光學(xué)性能會受到很大影響。 表一給出了塑料光學(xué)纖維的一些主要性能及與玻璃光學(xué)纖維的比較；表二給出了幾種塑料光學(xué)纖維的主要性能。表一：塑料光學(xué)纖維與玻璃光學(xué)纖維的比較纖維塑料光學(xué)纖維玻璃光學(xué)纖維光學(xué)性能~，實驗室公認(rèn)最低損耗為20分貝/公里（650~680毫微米波段），接近一般玻璃的光吸收，紫外和遠(yuǎn)紅外透過性能好~，（）相應(yīng)的吸收系數(shù)10厘米，近紅外波段通過性能好熱學(xué)性能使
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