PMMA塑料光纖

塑料光纖的研究始于二十世紀(jì)60年代。1968年美國杜邦公司用聚甲基丙烯酸甲酯為芯材制備出塑料光纖，但光損耗較大。1974年日本三菱人造絲公司以PMMA和聚苯乙烯為芯材、以低折射率的氟塑料為包層開發(fā)出塑料光纖，其光損耗為3500dB/km，難以用于通信。

80年代日本的一些大企業(yè)和大學(xué)對低損耗塑料光纖的制備進(jìn)行了大量的研究。1980年三菱公司以高純MMA單體聚合PMMA，使塑料光纖損耗下降到100-200dB/km。1983年NTT公司開始用氘取代PMMA中的H原子，使最低光損耗可達(dá)到20dB/km，并可傳輸近紅外到可見光的光波。

近幾年來，歐日等國的公司對塑料光纖的研制取得了重要的進(jìn)展。它們研制成的塑料光纖，光損耗率已降到25~9分貝/公里。其工作波長已擴(kuò)展到870微米(近紅外光)，接近石英玻璃光纖的實(shí)用水平。美國研制的一種PFX塑料系列光纖，有著優(yōu)異的抗輻照性能。此外，美國麻省波士頓光纖公司研制的Opti-Giga塑料光纖更是引人注目，它不僅比玻璃輕、柔性更好、成本更低，而且可在100米內(nèi)以每秒3兆比特的速度傳輸數(shù)據(jù)。這種光纖還可以利用光的折射或光在纖維內(nèi)的跳躍方式來達(dá)到較高的傳輸速度。現(xiàn)在美歐日已把塑料光纖用于短途傳輸，如汽車、醫(yī)療器械、復(fù)印機(jī)等。

就目前塑料光纖生產(chǎn)量而言，日本是世界上最大的塑料光纖生產(chǎn)者，然而卻是歐洲推動了塑料光纖新應(yīng)用領(lǐng)域的開發(fā)并建立了光纖檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。2001年下半年是歐洲塑料光纖工業(yè)發(fā)展的重要階段，在這段時間內(nèi)建立了歐洲塑料光纖檢驗(yàn)和測量的新發(fā)展方針。世界上第一個專用塑料光纖應(yīng)用中心(POFAC)在德國Nuremberg落成。德國采用塑料光纖已經(jīng)研制成功了多媒體總線系統(tǒng)MOST(24Mbit/s)，并且有幾家轎車制造商已把該系統(tǒng)引入到自己的產(chǎn)品上。德國寶馬公司(BMW)在其新的7個系列產(chǎn)品中開創(chuàng)了使用100m塑料光纖的記錄。歐洲2001年塑料光纖學(xué)術(shù)交流會和歐洲光纖通信會議同時在荷蘭的阿姆斯特丹舉行。德國汽車工業(yè)不僅推動了塑料光纖的應(yīng)用，而且也推動了塑料光纖檢驗(yàn)和測量標(biāo)準(zhǔn)的建立。

日本也建立了塑料光纖標(biāo)準(zhǔn)，但這些標(biāo)準(zhǔn)對歐洲共同體是無效的。日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)只給出了一種型號塑料光纖的標(biāo)準(zhǔn)，其數(shù)值孔徑為0.5，而且只有650nm一種波長。該標(biāo)準(zhǔn)沒有提及在塑料光纖中的不同激勵光條件，也沒有規(guī)定必須在塑料光纖內(nèi)形成平衡模分布。

此前建立的玻璃光纖檢驗(yàn)方法因?yàn)闀霈F(xiàn)瑞利散射而不適于檢驗(yàn)塑料光纖，現(xiàn)在市場上僅有瑞士新成立的Luciol儀器公司出售的一種檢驗(yàn)塑料光纖的儀器。

德國工程師學(xué)會和電子工程學(xué)會研究小組已經(jīng)詳細(xì)規(guī)定了塑料光纖數(shù)值孔徑、衰減、傳輸和機(jī)械特性以及環(huán)境和壽命的測量方法。塑料光纖檢驗(yàn)方法和標(biāo)準(zhǔn)的建立必將促進(jìn)國際塑料光纖貿(mào)易的發(fā)展，并消除貿(mào)易中的誤解。

日本對塑料光纖的應(yīng)用十分重視，早在幾年前，NEC、富士通、住友電器工業(yè)公司等45家光通信、多媒體產(chǎn)品的生產(chǎn)廠家就聯(lián)合宣布，將共同實(shí)現(xiàn)已在日本開發(fā)成功的塑料光纖的實(shí)用化。塑料光纖的成本低廉，被認(rèn)為是將多媒體引進(jìn)到家庭的關(guān)鍵技術(shù)，隨后一些生產(chǎn)廠家就著手建立生產(chǎn)線。?

1986年，日本F富士通公司以PC為纖芯材料開發(fā)出SI型耐熱POF，耐熱溫度可達(dá)135攝氏度，衰減達(dá)450dB/km;

1990年，日本慶應(yīng)大學(xué)的小池助教授開發(fā)成功折射率漸變型的塑料光纖，芯材為含氟PMMA、包層為氟化塑，用界面凝膠技術(shù)制造。該塑料光纖衰減在60db/km以下，光源650-1300nm，100m帶寬3GHz，傳輸速率10Gb/s，超過了GI型石英光纖，并被廣泛認(rèn)為是高速多媒體時代光纖入戶的新型光通信媒介;

1996年，人們紛紛建議以塑料光纖為基礎(chǔ)建立極低成本的用戶網(wǎng)ATM物理層;1997年，日本NEC公司進(jìn)行了155Mbit/s的ATM、LAN的試驗(yàn)。

在2000年OFC會議上，日本ASAHI GLASS公司報道了氟化梯度塑料光纖(GI-POF)衰減系數(shù)在850nm為70dB/km，在1300nm為33dB/km，帶寬已達(dá)100mhz/km。用這種光纖成功地進(jìn)行了50m、2.5Gbit/s的高速傳輸試驗(yàn)和70攝氏度長期熱老化試驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)論為氟化梯度塑料光纖完全能滿足短距離的通信使用要求。