塑料光纖所用芯皮材的基本條件是透光性好,即要求聚合物的透光率大于90%,透光率越高,塑料光纖的傳輸損耗就越低。透光性好的聚合物大多為無定形結(jié)構(gòu),各向同性,不含有發(fā)色基團(tuán),且具有均一的折射率。作為纖芯材料,典型的聚合物有:聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚苯乙烯(PS)、聚碳酸酯(PC)。
塑料光纖通常被稱為“裸纖”,由于沒有披覆層的保護(hù),很容易損壞,因此用于通信的塑料光纖其實(shí)是經(jīng)過塑料披覆的塑料光纜,就像用于通信的銅纜和石英光纜一樣。要傳輸數(shù)據(jù),光纖(纜)還必須與其它部分組成光傳輸系統(tǒng),一個(gè)典型的光傳輸系統(tǒng)由三部分構(gòu)成。光傳輸?shù)墓ぷ鬟^程是在光發(fā)射機(jī)、光纖和光接收機(jī)三者之間進(jìn)行的。光發(fā)射機(jī)把輸入的電信號轉(zhuǎn)換成光信號,轉(zhuǎn)換后的光信號由光纖傳傳輸?shù)浇邮赵O(shè)備—光接收機(jī),光接收機(jī)把從光纖中獲取的光信號還原成電信號。
要實(shí)現(xiàn)光纖通信,一個(gè)重要的問題是盡可能地降低光纖的傳輸損耗,這樣才能保證光纖具有一定的傳輸距離。當(dāng)光從光纖的一端射入,從另一端射出時(shí),光的強(qiáng)度會減弱。這意味著光信號通過光纖傳播后,光能量衰減了一部分。這說明光纖中有某些物質(zhì)或因某種原因,阻擋光信號通過,這就是光纖的傳輸損耗。只有降低光纖損耗,才能使光信號暢通無阻。
造成光纖傳輸損耗(衰減)的主要因素有:本征,彎曲,擠壓,雜質(zhì),不均勻和對接等。
1)本征:是光纖的固有損耗,包括:瑞利散射,固有吸收等。
2)彎曲:光纖彎曲時(shí)部分光纖內(nèi)的光會因散射而損失掉,造成損耗。
3)擠壓:光纖受到擠壓時(shí)產(chǎn)生微小的彎曲而造成的損耗。
4)雜質(zhì):光纖內(nèi)雜質(zhì)吸收和散射在光纖中傳播的光,造成的損失。
5)不均勻:光纖材料的折射率不均勻造成的損耗。
6)對接:光纖對接時(shí)產(chǎn)生的損耗,如:不同軸,端面與軸心不垂直,端面不平,對接心徑不匹配和熔接質(zhì)量差等。那么與材料本身有關(guān)的的損耗是與材料中含的雜質(zhì)吸收和散射在光纖中傳播的光,造成的損失。光纖的損耗用損耗系數(shù)a來表示,定義為每千米光功率損耗的分貝數(shù),單位為dB/km。目前在國際市場上已經(jīng)大量生產(chǎn)的低損耗塑料光纖是指損耗<200dB/km的塑料光纖。
塑料光纖和玻璃光纖有什么特點(diǎn)?
?。?)塑料光纖由單根的光纖束(典型光束直徑為0.25到1.5mm)構(gòu)成,通常有PVC外皮。
它能安裝在狹小的空間并且能彎成很小的角度。
?。?)玻璃光纖由一束非常細(xì)(直徑約50μm)的玻璃纖維絲組成。
典型的光纜由幾百根單獨(dú)的帶金屬外皮玻璃光纖組成,光纜外部有一層護(hù)套保護(hù)。
?。?)塑料光纖具有較高的柔性,帶防護(hù)外皮的塑料光纖適于安裝在往復(fù)運(yùn)動的機(jī)械結(jié)構(gòu)上。
塑料光纖吸收一定波長的光波,包括紅外光,因而塑料光纖只能傳輸可見光。
與玻璃光纖相比,塑料光纖易受高溫,化學(xué)物質(zhì)和溶劑的影響。