塑料光纤技术难点和未来研究重点

塑料光纤研究报告塑料光纤是一种新型的光纤传输材料，相比传统的玻璃光纤，具有重量轻、成本低、抗拉强度高等优点。

本报告将对塑料光纤的研究进行介绍。

首先，塑料光纤的材料选择十分重要。

目前常用的材料有聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）和聚二氟乙烯（PVDF）。

PMMA是一种透明材料，具有良好的耐光性能和机械强度，可用于光纤芯层的制备。

PVDF是一种聚合物材料，具有良好的耐高温性能和耐化学腐蚀性能，可用于光纤的包层。

其次，塑料光纤的传输特性也是研究的重点。

相比玻璃光纤，塑料光纤的传输损耗较大，大约在600-1000dB/km之间。

这主要是因为塑料材料的折射率较玻璃材料低，导致了光波在光纤中的传输效果不佳。

因此，提高塑料光纤的传输性能是未来研究的一个方向。

此外，塑料光纤在通信领域有着广阔的应用前景。

目前，大部分的光纤通信网络仍然采用玻璃光纤，因为其传输性能更优秀。

然而，塑料光纤的成本较低，适用于一些特殊应用场景，如家庭网络、传感器网络等。

同时，随着技术的进步，塑料光纤的传输性能也有望得到提高，从而在更多的领域得到应用。

最后，塑料光纤的未来发展方向应包括提高传输性能和降低传输损耗。

研究人员可以探索新的材料，以提高塑料光纤的折射率和机械强度。

同时，也可以研究新的光纤结构和制备工艺，以提高光纤的传输效果。

此外，还可以借鉴其他领域的技术，如光学微纳加工技术、纳米材料技术等，进一步提高塑料光纤的性能。

综上所述，塑料光纤是一种有潜力的光纤传输材料，在通信领域有着广阔的应用前景。

通过不断的研究和创新，相信塑料光纤的传输性能将得到提高，为人们的生活带来更多便利。

塑料光纤的应用与发展一、序言自从业界开创了光纤通讯技术以来，大至归纳，光纤通讯比传统的电铜通讯有3大优点：一是通信容量大；二是抗电磁干扰、保密性能较好；三是重量轻，并可节省大量的铜，如铺设1000公里长的8芯光缆比铺设同样长度的8芯电缆可节省1100吨铜，3700吨铅。

因此光纤光缆一经问世就受到通信业界的欢迎，带来了通讯领域的革命以及一轮投资发展热潮。

尽管玻璃光纤具有上述一系列优点，但它有一个致命的弱点就是强度低，抗挠曲性能差，而且抗辐射性能也不好。

因此，近20多年来，业界一直没有停止过对光纤其他材料的代用研发，其中对塑料光纤的研发是目前业界最为感兴趣的研究领域之一，目前已经取得较大进展，已经有商用产品面世，现已广泛应用于汽车、CD播放机、工业电子系统、小型光盘系统和个人计算机中。

今后还会有许多领域将使用塑料光纤，诸如传感器、光子晶体光纤等。

二．光纤性能塑料光纤的性能研究重点则是衰减、色散、热稳定性等。

（1）衰减塑料光纤的衰减主要受限于芯包塑料材料的吸收损耗和色散损耗。

人们是通过选用低折射率和等温压缩率小的塑料材料和通过稳定塑料光纤制造工艺降低结构缺陷（如芯直径波动，芯包界面缺陷等），来使塑料光纤获得小的散射损耗，而塑料材料的吸收损耗则是由分子键（碳氢、碳氟等）伸缩振动吸收和电子跃吸收所致的。

（2）带宽用作短距离光传输介质的塑料光纤，按其折射率分布形状可分为两种：阶跃折射率分布塑料光纤和梯度折射率分布塑料光纤。

阶跃折射率分布塑料光纤由于模间色散作用使入射光发生反复的反射，射出的波形相对于入射波形出现展宽，故其传输带宽仅为几十至上百MHz．km。

氟化梯度折射率分布塑料光纤从选择低色散的材料出发，再以优化的梯度折射率分布手段，即可将其折射率分布指数在0．85－1．3μm波长范围内选定为2．07－2．33，从而抑制模间色散，控制出射光波相对于入射光波展宽的效果，进而可制得传输带宽高达几百MHz．km 至10GHz．km的梯度折射率分布的塑料光纤。

通信塑料光纤发展概塑料光纤的研究始于二十世纪60年代，1968年美国杜邦公司用聚甲基丙烯酸甲酯为芯材制备出塑料光纤，但光损耗较大。

1974年日本三菱人造丝公司以PMMA 和聚苯乙烯为芯材、以低折射率的氟塑料为包层开发出塑料光纤，其光损耗为3500dB/km，难以用于通信[2]。

80年代日本的一些大企业和大学对低损耗塑料光纤的制备进行了大量的研究。

1980年日本三菱公司以高纯 MMA 单体聚合PMMA，使塑料光纤损耗下降到100~200dB/km。

1983年 NTT 公司开始用氘取代PMMA 中的 H 原子，使最低光损耗可达到20dB/km，并可传输近红外到可见光的光波。

近几年来，欧日等国的公司对塑料光纤的研制取得了重要的进展。

塑料光纤已经广泛地应用于宽带接入网系统、家庭智能网络系统、数据传输系统、汽车智能系统、工业控制系统以及纺织、照明、太阳能利用系统等领域。

目前生产塑料光纤的国外企业主要有日本的三菱公司、东丽公司等。

在生产方面90年代初期国产塑料光纤产品投入市场，都为PS光纤，只能用于圣诞树、工艺品制作等劳动密集型产业。

不能达到低损耗塑料光纤的水平。

振奋人心的是，由深圳市中技源专利城有限公司和深圳大圣光电技术有限公司联合研制的通信级低损耗塑料光纤开始在深圳投产，衰减为150－200dB／km，H 可以用于实现50~100米的数据传输，打破了日本企业的全球垄断地位，还直接将全球价格拉低了近80％。

随着我国国民经济的发展，我国对塑料光纤的需求和应用领域不断扩大，塑料光纤也得到了国家的重视。

2006年5月31日，中华人民共和国信息产业部发布了“中华人民共和国通信行业标准——通信用塑料光纤”，从此塑料光纤有了应用于我国的通信行业的国家标准，标志着我国塑料光纤的应用到了一个新的历史阶段，塑料光纤在通信领域的应用必定会有突飞猛进的发展。

在现代社会，光纤通讯、光纤网络已是不可缺少的主要通信方式，随着通信事业的不断发展，人们的生活也越来越依赖这些高科技技术。

塑料光纤特性研究及其应用摘要：塑料光纤是由高折射率的高聚物芯层和低折射率的高聚物包层所制成的光导纤维。

塑料光纤的研究己经历30年之久，最早的塑料光纤是美国杜邦公司于1968年开发的聚甲基内烯酸甲酯阶跃型塑料光纤。

最初生产的塑料光纤由于衰减大、色散大，带宽远远不能满足高速数据通信的要求，它仅仅用于照明、汽车车灯监控等非通信领域。

随着高聚物材料的合成工艺，改性方法等技术的发展，使得塑料光纤的芯、包材料的选择，制造工艺方法，性能的改善等方面得以长足发展，现今塑料光纤己达到成熟生产和实用化水平。

现在研制的新型氟树脂塑料光纤(POF)的传输速率为2. 5 Gbit/s,传输距离达200 m，其性能与现存的石英多模光纤技术性能完全接近，充分展示了塑料光纤的魅力和应用前景。

这种塑料光纤可以取代石英多模光纤应用到光纤入户的局域网建设中，市场潜力巨大。

塑料光纤与石英光纤相比，塑料光纤在高速短距离通信网络中具有显著的竞争优势，它在100~1 000 m范围内带宽可达数GHz，而成本与对称电缆相当同时塑料光纤具有加工容易、弯曲性能好、连接分路简单、操作简便、价格便宜、可以采用可见光作光源等一系列优点。

塑料光纤制备技术的不断提升正不断提升这塑料光纤的品质，在汽车，局域网，甚至战斗机等高速短距离通信要求较高，传输距离不高的地方，塑料光纤起着举足轻重的地位。

关键词：市场现状制备方法市场前景特性研究应用领域目录前言： (2)1.塑料光纤市场现状及前景 (2)1.1塑料光纤发展过程及前景 (2)1.2塑料光纤主要市场现状 (3)1.2.1汽车工业 (3)1.2.2.消费电子 (3)1.2.3工业控制总线系统 (4)1.2.4互连网 (4)2.塑料光纤的材料及性能 (5)2.1.塑料光纤的皮层材料 (5)2.2塑料光纤的芯材料 (5)2.3塑料光纤的性能 (6)3塑料光纤的制备技术及比较 (9)3.1塑料光纤制备技术 (9)3.1.1棒管法 (9)3.1.2共挤法 (10)3.1.3连续聚合纺丝法 (10)3.2.POF制备方法比较 (10)总述： (11)致谢： (11)参考文献： (11)前言：为了满足局域网用户的要求，各网络运营商都在积极发展自己的短距离高速传输系统。

塑料光纤现状与前景展望摘要：简要叙述了塑料光纤的历史，研究现状，并对塑料光纤的未来前景进行了展望。

关键词：光纤传输，塑料光纤，POF，传输损耗，传输带宽正文：1.前言人类已经进入信息时代，对信息需求激增,接入网在向光纤到户迈进。

但由于以往使用的石英光纤在连接及系统安装方面都存在着许多不尽人意的地方,特别是当其直径小于0.1mm时，抗冲击的能力较差,不易连接，生产的成本也比较高,不仅提高了局域网建设的成本，也增加了用户的负担。

为了解决这个问题，人们又在寻找用其它新型材料作通信传输介质的途径，其中被大力开发的一种就是塑料光纤（POF）。

2.塑料光纤的发展历程塑料光纤已有 30 多年的历史,最初用于传光、照明和传相等,其后在汽车、医疗和工业控制等方面也取得了成熟的应用和推广,最近在宽带通信领域中也取得了突破性进展。

最早的塑料光纤是美国杜邦公司于1964年开发的以聚甲苯丙烯酸甲酯(PMMA)为纤芯的塑料光纤,其传输损耗大约为1000dB/km。

其后,日本的NTT和三菱人造丝公司在杜邦公司拉丝技术的基础上致力于降低塑料光纤的损耗,在提高其耐热性和研究梯度折射率塑料光纤(GI2POF)等方面取得了重大成就。

1992年,Yoshiro、Koike等人用界面凝胶法制造出的梯度折射率光纤,明显降低了塑料光纤的损耗,有效提高了塑料光纤的带宽,为塑料光纤在通信网络中开拓了广阔的应用前景。

2000 年,OFC会议上,日本硝子玻璃株式会社报道了氟化梯度塑料光纤衰减系数：在850nm为41dB/km、1300nm为33dB/km,其带宽已达100MHz/km。

用这种光纤成功地进行了100m、11Gbit/s和5.0m、2.5Gbit/s的高速传输试验和70℃长期热老化试验。

通过实验得出结论,氟化梯度塑料光纤完全能满足短距离通信的使用要求。

美国在塑料光纤的发展历程中也起到了推动作用,美国政府委托波音、BOF等公司于1992 年成立了高速塑料网络联合体(HSPA) ,目标是研制渐变型塑料光纤。

塑料光纤的性能及其应用和制备塑料光纤是一种在远程通讯、光源传输、传感器以及医疗领域等方面有着广泛应用的塑料纤维。

相对于传统的玻璃光纤，塑料光纤具有柔韧性强、成本低廉、易于加工等优点。

在本文中，我们将探讨塑料光纤的性能、应用以及制备方法。

1. 塑料光纤的性能塑料光纤在光学性能、机械性能、电性能等方面表现出了独特的性能。

在光学性能方面，塑料光纤透光度高、波导损耗低，能够突破玻璃光纤制备的技术和成本瓶颈，实现更广泛的应用。

在机械性能方面，塑料光纤柔性好、弯曲半径小、抗松弛性强，形状可变性能显著，可根据不同需求进行制备。

在电性能方面，塑料光纤具有较好的耐电压、绝缘性能，能够在高电场条件下工作。

2. 塑料光纤的应用（1）通讯领域塑料光纤在通讯领域广泛应用，如局域网(LAN)、高清晰度电视(HDTV)、数字音频和视频等领域。

由于塑料光纤的波导损耗低、成本低廉，因此在短距离通讯中得到了广泛的应用。

（2）传感器领域塑料光纤在传感器领域应用十分广泛，如温度传感器、压力传感器、应力传感器、气体传感器等。

由于塑料光纤能够测量光的传输时间和强度，因此在传感器领域有着广泛的应用。

（3）医疗领域塑料光纤在医疗领域应用广泛，如内窥镜、激光手术、光学诊断等领域。

由于塑料光纤有良好的柔性、成本低廉等特点，因此在医疗领域得到了广泛的应用。

3. 塑料光纤的制备方法（1）熔融纺丝法该方法是将高分子聚合物溶解在溶剂中，将纤维形成成分溶解液浸润在玻璃管内，使成分溶液与空气接触凝固，从而形成塑料光纤。

（2）涂布法该方法是将高分子聚合物涂布在玻璃纤维表面，然后经过固化，形成了塑料光纤。

（3）喷射纺丝法该方法是将高分子物质在高温下溶解，然后通过高压空气将溶液喷成高速流，使溶液顺着高速气流拉伸成光纤，从而形成塑料光纤。

总之，塑料光纤在现代科技中起着至关重要的作用，它的研究和应用将进一步拓展未来高新技术的领域。

但需要注意的是，塑料光纤还存在一些问题和挑战，如寿命问题、抗拉强度需要改善等。