塑料光纤(POF)是由高透明聚合物如聚苯乙烯(PS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)作为芯层材料,PMMA、氟塑料等作为皮层材料的一类光纤(光导纤维)。不同的材料具有不同的光衰减性能和温度应用范围。塑料光纤不但可用于接入网的最后100~1000米,也可以用于各种汽车、飞机、等运载工具上,是优异的短距离数据传输介质。
- 1.什么是塑料光纤
- 2.塑料光纤工作原理
- 3.塑料光纤应用
1.什么是塑料光纤
塑料光纤,Plastic Optical Fiber。截止2014年,通信光缆所用的光纤,基本上都是采用石英光纤,由高纯度二氧化硅SiO2加入适量掺杂剂组成的。近年来,还逐步开发出塑料光纤(POF),它是用一种透光聚合物制成的光纤。因为可以利用聚合物成熟的简单拉制工艺,故成本比较低,且比较柔软,坚固,直径较大(约达1mm),接续损耗较低。
制作POF主要的材料有两类:一类是聚甲基丙烯酸甲酯聚合物PMMA(Polymer Polymethylmethacrylate);另一类是含氟聚合物(Perfluorinated polymers )。
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2.塑料光纤工作原理
光纤工作原理
如果把互联网比作信息高速公路的话,光缆就好比是高速公路的基石,那么大容量的信息光缆是怎么高速远距离传输的呢?
在发射端首先把要传输的信息(如话音)变成电信号,然后通过激光器发射到激光束上,光的强度会随电信号的频率一起变化,并通过光纤发射出去,在接收端,检测器受到光信号后把它变成电信号,经过处理后恢复原信息。
光纤内部用玻纤制成的光导纤维,可以把光信号传输到几千公里外,将几百上千根光导纤维组合在一起,制成像电缆一样的光缆,这样既提高了光导纤维的强度,又大大增加了通讯容量。
光在不同物质中的传播速度是不一样的,所以从一种物质射到另一种物质时,两种物质的交界处会发生折射和反射,而且折射光的角度会随入射光的角度变化而变化,当入射光的角度达到或者超过某一角度时,折射光会消失,入射光全部被反射回来,这就是光的全反射。
3.塑料光纤应用
(1)汽车应用
现代轿车的各种新功能要求快速可靠地传输更大数据量。多媒体汽车意味着常常要在较差的环境中不受干扰地传输视频和音频等信号,国际MOST标准与IDB标准规定使用塑料光纤。塑料光纤汽车网络已经用在级别较高的轿车上,并经受住了长时间的考验。如:戴姆勒-克莱斯勒(奔驰)“S级”系列以及宝马的“BMW7”系列等。目前,在欧洲大概有16个车型采用了塑料光纤通信系统。
我国部分车型也开始考虑使用塑料光纤通信系统。根据测试专业之Faztec Optronics宜捷威科技的行销企划报告指出,光通讯之Polymer Optical Fiber塑料光纤于车用电子中已成为汽车零组件发展的新主流,目前使用于车内通讯与车内娱乐视听系统,例如车内电视,车内音响,车内灯具,车内开关之联接线路均陆续改用塑料光纤。随着全球汽车工业配合时代趋势调整内装更改为塑料光纤,预估到2010年时,全球车用电子产品市场规模将达1500亿美元,主要市场仍集中于欧洲、北美、日本等地区,所占比重超过80%,而中国大陆是最具发展潜力的新兴市场,近5年来的年复合成长率约维持2成。
(2)消费电子和传感器
塑料光纤在传感器、消费电子领域具有明显的优势,如电脑、视频摄像机、CD-ROM、DVD、VCD、TV、打印机、扫描仪、磁盘和立体声系统等。例如我国DVD行业DVD年产量约为3000万台,用于DVD音频光纤跳线的塑料光纤需求量为30000km,价值1200万元;如加工成光缆,价值3000万元,如加工成音频光纤跳线,价值1.5亿元。考虑到国内主要是把塑料光纤加工成光缆或音频光纤跳线出口到日本、韩国、台湾、欧美等国家与地区,塑料光纤在国内这方面的市场需求至少有1亿元。
(3)工业控制总线系统
随着计算机和自动控制技术的高速发展,工业自动化水平提高到一个崭新的高度。工业自动化根据其特点和使用方向可分为过程控制自动化、面向生产和制造业的自动化以及自动化测量系统(工业测量仪表)。这些工业自动化系统的建立和发展都有一个共同特点,即由直接控制系统向集散型控制系统发展,而这种集散型控制系统的发展都是以各种工业网络为基础。通过这些形形色色的工业总线系统,各种工业设备构成一个既分散又统一的整体。对POF来说,工业控制总线系统是其最稳定和最大的市场之一。通过转换器,POF可以与RS232、RS422、100Mbps以太网、令牌网等标准协议接口相连,从而在恶劣的工业制造环境中提供稳定、可靠的通信线路,高速传输工业控制信号和指令,避免了因使用全属电缆线路受电磁干扰而导致通信中断的危险。