
【化】 plastic optical fiber
【化】 plastic; plastics
【医】 plastic
【计】 fiber-optic; optical fiber; photocal fibre
【化】 optical fiber; optical waveguide fibre; photoconductive fiber
塑料光导纤维(Plastic Optical Fiber, POF)是一种由聚合物材料制成的光传输介质,主要用于短距离光通信和照明领域。其核心材料通常采用聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)或全氟树脂,包层则由折射率较低的氟化聚合物构成。根据光传输原理,POF通过全内反射将光信号限制在纤芯内传播,工作波长范围多集中在650 nm可见光波段。
与石英光纤相比,POF具有直径大(0.5-1 mm)、柔韧性高、连接成本低等优势,适用于汽车内部网络、工业控制系统及家庭多媒体布线等场景。三菱公司开发的"Raytela"系列POF产品在医疗内窥镜照明领域取得重要突破,其耐弯曲特性显著优于传统材料。
国际电工委员会(IEC)在标准IEC 60793-2-40中明确规定了POF的机械性能与光学参数,包括衰减系数(典型值<0.2 dB/m)和数值孔径(NA≈0.5)等技术指标。根据《Journal of Lightwave Technology》最新研究,纳米结构改性技术使POF的传输带宽提升至3 GHz·100m,为5G室内分布系统提供了新的解决方案。
权威参考资料:
塑料光导纤维(POF)是一种利用全反射原理传输光信号的光学纤维,主要由聚合物材料制成。以下从定义、原理、材料、应用及优缺点等方面分点说明:
塑料光导纤维是由高透明聚合物(如聚甲基丙烯酸甲酯PMMA、聚苯乙烯PS)作为芯层材料,外层包裹低折射率的皮层材料(如氟塑料)构成的柔性光传输介质。其直径通常为0.5-1毫米,远大于玻璃光纤,但柔韧性更强。
基于全反射原理:当光从高折射率的芯层射向低折射率的皮层时,若入射角大于临界角,光线会在芯层内反复全反射,从而实现光信号的长距离传输。临界角公式为: $$ theta_c = arcsinleft(frac{n_2}{n_1}right) $$ 其中,(n_1)和(n_2)分别为芯层与皮层的折射率。
优点 | 缺点 |
---|---|
成本低(约为玻璃光纤1/10) | 传输损耗高(约150-300 dB/km) |
柔韧性好,易于安装 | 仅适用于短距离传输 |
抗电磁干扰 | 耐高温性能较差(一般<85℃) |
如需更完整的材料性能参数或应用案例,和中的专业分析。
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