【正文】 重慶工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 1 重慶 工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè) 論文 塑料光纖的研究及其應(yīng)用 學(xué)生姓名：陶有興 指導(dǎo)教師：陳媛媛 專 業(yè)：計算機通信 重慶 工業(yè)職業(yè)技術(shù) 學(xué)院 自動化系 二 O 一二 年 十一 月 重慶工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 2 目 錄 中文摘要 ........................................... ..4 緒論 ................................................ .6 1 網(wǎng)絡(luò)與通信的發(fā)展趨勢 ............................... ..8 ................................................... .8 .................................................. ..8 2 光纖通信的優(yōu)勢 . .................................. ..11 . ................................................ ..11 . ............................................. ..11 3 塑料光纖 . ........................................ ..13 . ................................................ ..13 纖和石英光纖的比較 . ....................................... ..13 . ............................................. ..14 . .................................................. ..14 . .................................................. ..15 POF中的傳輸 . ................................... ..15 . ....................... ..16 POF中的傳輸 . ............................... ..16 POF中的傳輸 . ............................... ..16 POF的傳光原理 . ......................................... ..17 POF的傳光原理 .............................................. ..17 4 塑料光纖在工程中應(yīng)用 . ............................. ..19 5 塑料 光纖研究中需解決的問題 . ........................ ..20 6 塑料光纖應(yīng)用前景 . ................................. ..21 7 結(jié)論 . ............................................. .22 重慶工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 3 致謝 . ............................................. ..23 參考文獻(xiàn) .......................................... ..24 重慶工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 4 中文摘要 塑料光纖 (PlasticOptical Fiber 簡稱 POF)，是采用聚合物材料或有機材料制備而成的可傳導(dǎo)光功率的傳輸線。 POF 有多種分類方法，按折射率結(jié)構(gòu)分，可分為階躍折射率分布型 SIPOF和漸變折射率分布型 GI POF；按芯材分嘗，可分為聚苯乙烯 PS 芯 POF、聚甲基丙烯酸甲酯 PMMA 芯 POF 等：若按光纖發(fā)光特性分類，可分為側(cè)面發(fā)光 (Side— Light)POF(簡稱SLPOF)、端發(fā)光 (End— Li 曲 t)POF(簡稱 ELPOF)。 自 1970年美國康寧公司研制出石英玻璃光纖后，同年貝爾又試制成半導(dǎo)體激光器，這兩項新技術(shù)的結(jié)合，開創(chuàng)了光信息傳輸?shù)男聲r代。玻璃光纖有一個致命的弱點就是強度低，抗撓曲性能差，而且抗輻射性能也不好。因此，近 20 多年來，科學(xué)家們一直沒有停止過對塑料光纖的探索。目前，在“光纖到戶”的拉動應(yīng)用下，塑料光纖展現(xiàn)了其巨大的市場潛力。塑料光纖的研究始于二十世紀(jì) 60年代． 1968 年美國杜邦公司用聚甲基丙烯酸甲酯為芯 材制備出塑料光纖，但光損耗較大。 1974 年日本三菱人造絲公司以 PMMA和聚苯乙烯為芯材、以低折射率的氟塑料為包層開發(fā)出塑料光纖，其光損耗為 3500dB／ km，難以用于通信。 80年代日本的一些大企業(yè)和大學(xué)對低損耗塑料光纖的制備進行了大量的研究。 1980 年三菱公司以高純 MMA 單體聚合 PMMA，使塑料光纖損耗下降到 100． 200dB／ km。 1983 年 NTT公司開始用氘取代聊仰 d^中的 H 原子，使最低光損耗可達(dá)到 20dB／ km，并可傳輸近紅外到可見光的光波。 近幾年來，歐日等國的公司對塑料光纖的研制取得了重要的進展。 它們研制成的塑料光纖，光損耗率已降到 25～ 9dB／ km，其工作波長已擴展到 870 微米 (近紅外光 )，接近石英玻璃光纖的實用水平。美國研制的一種 PFX 塑料系列光纖，有著優(yōu)異的抗輻照性能。此外，美國麻省波士頓光纖公司研制的 Opfi． Oiga 塑料光纖更是引人注目，它不僅比玻璃輕、柔性更好、成本更低，而且可在 100 米內(nèi)以每秒 3 兆比特的速度傳輸數(shù)據(jù)．這種光纖還可以利用光的折射或光在纖維內(nèi)的跳躍方式來達(dá)到較高的傳輸速度。 2021 年下半年是歐洲塑料光纖工業(yè)發(fā)展的重要階段，在這段時間內(nèi)建立了歐洲塑料光纖檢驗和測量的新發(fā)展方針 。世界上第一個專用塑料光纖應(yīng)用中心 (POFAC)在德田 Nuremberg落成。德國采用塑料光纖已經(jīng)研制成功了多媒體總線系統(tǒng) MOST(24MbiVs)，并且有幾家轎車制造商己把該系統(tǒng)引入到自己的產(chǎn)品上。德國汽車工業(yè)不僅推動了塑料光纖的應(yīng)用，而且也推動了塑料光纖檢驗和測量標(biāo)準(zhǔn)的建立。德國工程師學(xué)會和電子工程學(xué)會研究小組已經(jīng)詳細(xì)規(guī)定了塑料光纖數(shù)值孔徑、衰減、傳輸和機械特性以及環(huán)境和全國第一屆塑料光纖研究、生產(chǎn)和應(yīng)用會議壽命的測量方法。塑料光纖檢驗方法和標(biāo)準(zhǔn)的建立必將促進國際塑料光纖貿(mào)易的發(fā)展，并消除貿(mào)易中的誤解 。 日本對塑料光纖的應(yīng)用十分重視，早在幾年前， NEC、富士通、住友電器工業(yè)公司等 45 家光通信、多媒體產(chǎn)品的生產(chǎn)廠家就聯(lián)合宣布，將共同實現(xiàn)己在日本開發(fā)成功的塑料光纖的實用化。 1986 年，日本 F 富士通公司以 PC 為纖芯材料開發(fā)出 sI 型耐熱 POF，耐熱溫度可達(dá)135 攝氏度，衰減達(dá) 450dB／ km； 1990年，日本慶應(yīng)大學(xué)的小池助教授開發(fā)成功折射率漸重慶工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 5 變型的塑料光纖，芯材為含氟 PMMA、包層為含氟，用界面凝膠技術(shù)制造，該塑料光纖衰減在 60dB／ km 以下，光源 650． 1300nm， 100m 帶寬 3GHz，傳輸速率 10Gb／ s，超過了GI 型石英光纖，并被廣泛認(rèn)為是高速多媒體時代光纖入戶的新型光通信媒介。 1996 年，人們紛紛建議以塑料光纖為基礎(chǔ)建立極低成本的用戶網(wǎng) ATM 物理層： 1997 年，日本 NEC 公司進行了 155Mbi 以的 ATM、 LAN 的試驗。在 2021 年 OFC 會議上，日本 ASAHIGLASS公司報道了氟化梯度塑料光纖衰減系數(shù)在 850nm 為 41dB／ km，在 1300nm 為 33dB／ km，帶寬已達(dá) 100MHz。用這種光纖成功地進行了 50m、 2． 5Gbit／ s 的高速傳輸試驗和 70攝氏度長期熱老化試驗。實驗結(jié)論為氟化梯度塑料光纖完全 能滿足短距離的通信使用要求。 關(guān)鍵詞： 塑料光纖 （ POF）， 傳輸損耗 ， 折射率塑料光纖 (GI2POF)， 采用吸附分離 ，傳輸帶寬 重慶工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 6 緒 論 塑料光纖的發(fā)展歷史 塑料光纖的研究始于二十世紀(jì) 60 年代。 1968 年美國杜邦公司用聚甲基丙烯酸甲酯為芯材制備出塑料光纖，但光損耗較大。 1974 年日本三菱人造絲公司以PMMA 和聚苯乙烯為芯材、以低折射率的氟塑料為包層開發(fā)出塑料光纖，其光損耗為 3500dB/km，難以用于通信。 80 年代日本的一些大企業(yè)和大學(xué)對低損耗塑料光纖的制備進行了大量的研究。 1980 年三菱公司以高純 MMA 單體聚合 PMMA，使塑料光纖損耗下降到100200dB/km。 1983 年 NTT 公司開始用氘取代 PMMA 中的 H原子，使最低光損耗可達(dá)到 20dB/km，并可傳輸近紅外到可見光的光波。