塑料光纖傳光原理及應用淺論

 
　　[摘要]目前玻璃光纖在光通信領域已占據(jù)主要地位，在光的傳輸中具備很多優(yōu)點，但它有一個致命的弱點就是強度低，抗撓曲性能差，而且抗輻射性能也不好。因此，近20多年來，科學家們一直在尋找新的傳輸媒介。近些年隨著對塑料光纖的研究，發(fā)現(xiàn)塑料光纖作為光的傳輸媒介是完全可行的，并且在實際生活中進行了一些應用。本文即對塑料光纖的傳輸原理及實際應用作一闡述，以求對該產品的初步認識。  

　　1.前言  

　　光纖通訊比傳統(tǒng)的電纜通訊有3大優(yōu)點：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1000公里長的8芯光纜比鋪設同樣長度的8芯電纜可節(jié)省1100噸銅，3700噸鉛。因此光纖光纜一經問世就受到通信業(yè)界的歡迎，帶來了通訊領域的革命以及一輪投資發(fā)展熱潮。但我們在以往的光纖通訊中，傳輸媒介均采用玻璃光纖，玻璃光纖有一個致命的弱點就是強度低，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光纖其他材料的代用研發(fā)。近些年隨著對塑料光纖傳輸原理的研究及產品的成功試制、試用，發(fā)現(xiàn)其已能在部分領域代替玻璃光纖，用塑料光纖制成的商用產品在一些領域已進行廣泛應用，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是一種具有芯皮結構的光纖。 

　　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，子午光線總是和光纖軸相交的，光在一種均勻介質傳播時是一種直線式傳播：當光從一種介質傳至另一介質表面時，一般同時發(fā)生反射和折射；如果光從折射率小的光疏介質射入折射率大的光密介質時，則折射角小于入射角；而當光從光密介質射入光疏介質時折射角將大于入射角，因而當光從光密介質射入光疏介質時就有可能出現(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，即光從一種透明介質進入到另一種介質里而發(fā)生彎曲的現(xiàn)象。POF就是通過全反射原理進行光傳輸?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，設發(fā)生全反射的臨界角為θm,此時θ2=90