[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。本文即對塑料光纖的傳輸原理及實(shí)際應(yīng)用作一闡述,以求對該產(chǎn)品的初步認(rèn)識。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
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[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。本文即對塑料光纖的傳輸原理及實(shí)際應(yīng)用作一闡述,以求對該產(chǎn)品的初步認(rèn)識。
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(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(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°,故而當(dāng)入射角θ1>θm時(shí),則光在芯皮界面上發(fā)生全反射,而當(dāng)入射角θ1&
lt;θm時(shí),則光在芯皮表面上出現(xiàn)折射,有一部分光從芯材泄漏至皮層外。由全反射臨界角同樣可推出光纖截面臨界入射光纖角θ0,在空氣和光纖截面界面上,同樣有：
