塑料光纖產(chǎn)品發(fā)展范文

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一、自從業(yè)界開創(chuàng)了光纖通訊技術(shù)以來，大至歸納，光纖通訊比傳統(tǒng)的電銅通訊有3大優(yōu)點(diǎn)：一是通信容量大；二是抗電磁干擾、保密性能較好；三是重量輕，并可節(jié)省大量的銅，如鋪設(shè)1000公里長的8芯光纜比鋪設(shè)同樣長度的8芯電纜可節(jié)省1100噸銅，3700噸鉛。因此光纖光纜一經(jīng)問世就受到通信業(yè)界的歡迎，帶來了通訊領(lǐng)域的革命以及一輪投資發(fā)展熱潮。

盡管玻璃光纖具有上述一系列優(yōu)點(diǎn)，但它有一個(gè)致命的弱點(diǎn)就是強(qiáng)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，業(yè)界一直沒有停止過對(duì)光纖其他材料的代用研發(fā)，其中對(duì)塑料光纖的研發(fā)是目前業(yè)界最為感興趣的研究領(lǐng)域之一，目前已經(jīng)取得較大進(jìn)展，已經(jīng)有商用產(chǎn)品面世，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于汽車、CD播放機(jī)、工業(yè)電子系統(tǒng)、小型光盤系統(tǒng)和個(gè)人計(jì)算機(jī)中。今后還會(huì)有許多領(lǐng)域?qū)⑹褂盟芰瞎饫w，諸如傳感器、光子晶體光纖等。

二、塑料光纖的優(yōu)點(diǎn)

塑料光纖與玻璃光纖相比，雖透光性差一些，光損耗較大，初期一般為300分貝／公里，傳輸光帶狹窄(限于可見光區(qū))，被認(rèn)為難以適應(yīng)多媒體通信網(wǎng)的需要，但它具有輕而柔軟、抗撓曲、抗沖擊強(qiáng)度高、價(jià)格便宜、抗輻照、易加工、并能制成大直徑(1～3毫米，以增大受光角度，擴(kuò)大使用范圍)等一系列優(yōu)點(diǎn)，所以備受青睞。此外，光通過塑料光纖的中心部分的直徑約為1毫米，比玻璃光纖大100倍，與纖維之間的連接及與個(gè)人機(jī)等終端裝置的連接都十分容易。因此塑料光纖安裝費(fèi)用很低，安裝時(shí)采用十分簡單的對(duì)準(zhǔn)連接插頭即可，這種插頭可用現(xiàn)有的技術(shù)生產(chǎn)。

三、塑料光纖產(chǎn)品研發(fā)簡述

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(duì)低損耗塑料光纖的制備進(jìn)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。

近幾年來，歐日等國的公司對(duì)塑料光纖的研制取得了重要的進(jìn)展。它們研制成的塑料光纖，光損耗率已降到25～9分貝／公里。其工作波長已擴(kuò)展到870微米(近紅外光)，接近石英玻璃光纖的實(shí)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Opti-Giga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?，F(xiàn)在美歐日已把塑料光纖用于短途傳輸，如汽車、醫(yī)療器械、復(fù)印機(jī)等。

就目前塑料光纖生產(chǎn)量而言，日本是世界上最大的塑料光纖生產(chǎn)者，然而卻是歐洲推動(dòng)了塑料光纖新應(yīng)用領(lǐng)域的開發(fā)并建立了光纖檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。2001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(shí)間內(nèi)建立了歐洲塑料光纖檢驗(yàn)和測量的新發(fā)展方針。世界上第一個(gè)專用塑料光纖應(yīng)用中心(POFAC)在德國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(24Mbit/s)，并且有幾家轎車制造商已把該系統(tǒng)引入到自己的產(chǎn)品上。德國寶馬公司(BMW)在其新的7個(gè)系列產(chǎn)品中開創(chuàng)了使用100m塑料光纖的記錄。歐洲2001年塑料光纖學(xué)術(shù)交流會(huì)和歐洲光纖通信會(huì)議同時(shí)在荷蘭的阿姆斯特丹舉行。德國汽車工業(yè)不僅推動(dòng)了塑料光纖的應(yīng)用，而且也推動(dòng)了塑料光纖檢驗(yàn)和測量標(biāo)準(zhǔn)的建立。

日本也建立了塑料光纖標(biāo)準(zhǔn)，但這些標(biāo)準(zhǔn)對(duì)歐洲共同體是無效的。日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)只給出了一種型號(hào)塑料光纖的標(biāo)準(zhǔn)，其數(shù)值孔徑為0.5，而且只有650nm一種波長。該標(biāo)準(zhǔn)沒有提及在塑料光纖中的不同激勵(lì)光條件，也沒有規(guī)定必須在塑料光纖內(nèi)形成平衡模分布。

此前建立的玻璃光纖檢驗(yàn)方法因?yàn)闀?huì)出現(xiàn)瑞利散射而不適于檢驗(yàn)塑料光纖，現(xiàn)在市場上僅有瑞士新成立的Luciol儀器公司出售的一種檢驗(yàn)塑料光纖的儀器。

德國工程師學(xué)會(huì)和電子工程學(xué)會(huì)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(jī)械特性以及環(huán)境和壽命的測量方法。塑料光纖檢驗(yàn)方法和標(biāo)準(zhǔn)的建立必將促進(jìn)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(duì)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(shí)現(xiàn)已在日本開發(fā)成功的塑料光纖的實(shí)用化。塑料光纖的成本低廉，被認(rèn)為是將多媒體引進(jìn)到家庭的關(guān)鍵技術(shù)，隨后一些生產(chǎn)廠家就著手建立生產(chǎn)線。?

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(shí)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(jìn)行了155Mbit/s的ATM、LAN的試驗(yàn)。

在2000年OFC會(huì)議上，日本ASAHIGLASS公司報(bào)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.km。用這種光纖成功地進(jìn)行了50m、2.5Gbit/s的高速傳輸試驗(yàn)和70攝氏度長期熱老化試驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)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。

從塑料光纖的研究發(fā)展來看，塑料光纖的研究重點(diǎn)主要集中在以下三個(gè)方面：

1.降低光損耗；

2.提高帶寬（由SI型轉(zhuǎn)為GI型）；

3.提高耐熱性。（聚碳酸酯（PC）、硅樹脂、交聯(lián)丙烯酸和共聚物可使耐熱性提高到125-150攝氏度）

塑料光纖在衰減與帶寬方面的最新實(shí)用進(jìn)展為：日本ASAHIGLASS公司2000年7月稱，該公司實(shí)施慶應(yīng)大學(xué)的GI-POF技術(shù)商品化，采用全氟化聚合物CYTOP制造GI光纖，命名為GI-GOF，商品名為Lucina，衰減速率3Gb/s，帶寬大于200MHz.km。

塑料光纖在耐熱性方面的最新實(shí)用進(jìn)展為：日本JSR與旭化株式會(huì)社聯(lián)合發(fā)展耐熱透明樹脂ARTON（norbornene,冰片烯）制造的SI-POF，耐熱170攝氏度，預(yù)計(jì)2001年上半年即可供應(yīng)汽車市場。

摘要：自1970年美國康寧公司研制出石英玻璃光導(dǎo)纖維后，同年貝爾又試制成半導(dǎo)體激光器，這兩項(xiàng)新技術(shù)的結(jié)合，開創(chuàng)了光信息傳輸?shù)男聲r(shí)代。盡管玻璃光纖具有上述一系列優(yōu)點(diǎn)，但它有一個(gè)致命的弱點(diǎn)就是強(qiáng)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(duì)塑料光纖的探索。目前，在“光纖到戶”的拉動(dòng)應(yīng)用下，塑料光纖展現(xiàn)了其巨大的市場潛力，本文將簡述這一發(fā)展，以求對(duì)該產(chǎn)品的初步認(rèn)識(shí)。