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主要地位，在光的傳輸中具備很多優點，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，發現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  

　　光纖通訊比傳統的電纜通訊有3大優點：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芯電纜可節省1100噸銅，3700噸鉛。因此光纖光纜一經問世就受到通信業界的歡迎，帶來了通訊領域的革命以及一輪投資發展熱潮。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，業界一直沒有停止過對光纖其他材料的代用研發。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，發現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、信息傳輸等。 

　　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只有反射而無折射的現象，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生彎曲的現象。POF就是通過全反射原理進行光傳輸的。 

　　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，設發生全反射的臨界角為θm,此時θ2=90