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石英光纤与塑料光纤的结构区别?

2020-12-26

塑料光纤顾名思义,即构成光纤的芯与包层都是塑料材料。与大芯径50/125μm和62.5/125μm的石英玻璃多模光纤相比,塑料光纤的芯径高达200-3000μm,其接续时可使用不带光纤定位套筒的便宜注塑塑料连接器,即便是光纤接续中芯对准产生±30μm偏差都不会影响耦合损耗。正是塑料光纤结构赋予了其施工快捷,接续成本低等优点。另外,芯径100μm或更大则能够消除在石英玻璃多模光纤中存在的模间噪音。


塑料光纤


今天,人们用来制造塑料光纤的两种方法:挤压法和界面凝胶法都是由塑料生产加工工艺演变而来的。

挤压法主要用于制造阶跃折射率分布塑料光纤。该工艺步骤大致如下:首先,将作为纤芯的聚甲基丙烯甲酯的单体甲基丙烯甲酯通过减压蒸馏提纯后,连同聚合引发剂和链转移剂一并送入聚合容器中,接着再将该容器放入电烘箱中加热,置放一定时间,以使单体完全聚合,后,将盛有完全聚合的聚甲基丙烯甲酯的容器加温至拉丝温度,并用干燥的氮气从容器的上端对已熔融的聚合物加压,该容器底部小嘴便挤出一根塑料光纤芯,同时使挤出的纤芯外再包覆一层低折射率的聚合物,就制成了阶跃型塑料光纤。

梯度折射率分布塑料光纤的制造方法为界面凝胶法,界面凝胶法的工艺步骤大致如下:首先将高折射率掺杂剂置于芯单体中制成芯混合溶液,其次把控制聚合速度、聚合物分子量大小的引发剂和链转移剂放入芯混合溶液,再将该溶液投入一根选作包层材料聚甲基丙烯甲酯(PMMA)的空心管内,后将装有芯混合溶液PMMA管子放入一烘箱内,在一定的温度和条件下聚合。在聚合过程中,PMMA管内逐渐被混合溶液溶胀,从而在PMMA管内壁形成凝胶相。在凝胶相分子运动速度减慢,聚合反应由于“凝胶作用”而加速,聚合物的厚度逐渐增厚,聚合终止于PMMA管子中心,从而获得一根折射率沿径向呈梯度分布的光纤预制棒,后再将塑料光纤预制棒送入加热炉内加温拉制成梯度折射率分布塑料光纤。


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