塑料光纖傳光原理及應(yīng)用淺論

 
　　[摘要]目前玻璃光纖在光通信領(lǐng)域已占據(jù)主要地位，在光的傳輸中具備很多優(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)家們一直在尋找新的傳輸媒介。近些年隨著對(duì)塑料光纖的研究，發(fā)現(xiàn)塑料光纖作為光的傳輸媒介是完全可行的，并且在實(shí)際生活中進(jìn)行了一些應(yīng)用。本文即對(duì)塑料光纖的傳輸原理及實(shí)際應(yīng)用作一闡述，以求對(duì)該產(chǎn)品的初步認(rèn)識(shí)。  

　　1.前言  

　　光纖通訊比傳統(tǒng)的電纜通訊有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。但我們?cè)谝酝墓饫w通訊中，傳輸媒介均采用玻璃光纖，玻璃光纖有一個(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)。近些年隨著對(duì)塑料光纖傳輸原理的研究及產(chǎn)品的成功試制、試用，發(fā)現(xiàn)其已能在部分領(lǐng)域代替玻璃光纖，用塑料光纖制成的商用產(chǎn)品在一些領(lǐng)域已進(jìn)行廣泛應(yīng)用，如照明、信息傳輸?shù)取?nbsp;

　　2.光在塑料光纖中的傳輸原理 

　　2.1 子午光線在階躍型POF中的傳輸階躍型POF是一種具有芯皮結(jié)構(gòu)的光纖。 

　　子午平面指的是包含有光纖軸的平面，所謂子午線，就是光線的傳播路徑始終在同一平面內(nèi)，子午光線總是和光纖軸相交的，光在一種均勻介質(zhì)傳播時(shí)是一種直線式傳播：當(dāng)光從一種介質(zhì)傳至另一介質(zhì)表面時(shí)，一般同時(shí)發(fā)生反射和折射；如果光從折射率小的光疏介質(zhì)射入折射率大的光密介質(zhì)時(shí)，則折射角小于入射角；而當(dāng)光從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)時(shí)折射角將大于入射角，因而當(dāng)光從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)時(shí)就有可能出現(xiàn)只有反射而無折射的現(xiàn)象，這就是全反射，全反射是光折射的一種邊界效應(yīng)，即光從一種透明介質(zhì)進(jìn)入到另一種介質(zhì)里而發(fā)生彎曲的現(xiàn)象。POF就是通過全反射原理進(jìn)行光傳輸?shù)摹?nbsp;

　　由折射定律公式可得出： 

　　n1sinθ1=n2sinθ2 

　　這里n1、n2分為芯皮折射率，θ1、θ2分為入射角和折射角，設(shè)發(fā)生全反射的臨界角為θm,此時(shí)θ2=90