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制作POF主要的材料有兩類:一類是聚甲基丙烯酸甲酯聚合物PMMA(Polymer Polymethylmethacrylate);另一類是含氟聚合物(Perfluorinated polymers )。

塑料光纖的衰減主要取決于所選用的材料的散射損耗和吸收損耗。要想作為通信級塑料光纖,一個最基本要求就是PMMA塑料光纖的衰減要低最好是小于180dB/km。

2、帶寬

梯度型塑料光纖是折射率呈梯度分布的光纖,其折射率由芯至包層逐漸降低。只要所形成的梯度折射率分布適宜,便可獲得抑制模色散,保持大的數(shù)值孔徑,控制出射光波相對于人射光波展寬的效果。如折射率分布妥當(dāng),那么材料色散就成為決定傳輸帶寬的主要因素。只要在選擇時(shí)充分注意材料色散,欲制得帶寬為數(shù)Ghz·km是完全可行的。

3、耐熱性

最重要的是,塑料光纖的耐熱性主要由其成分性能決定。耐熱性好的材料成分,決定塑料光纖具有比較好的耐熱性。判斷材料耐熱性的指標(biāo)有玻璃化溫度、維卡軟化點(diǎn)、熱變形溫度等指標(biāo)。

4、連接性

通信塑料光纖多采用直徑1mm的光纖,是石英光纖的8~20倍。粗的塑料光纖的連接比石英光纖要容易得很多。

由于塑料光纖的大直徑和數(shù)值孔徑,光傳導(dǎo)能力大。塑料光纖比銅類傳輸介質(zhì)(雙絞線和同軸電纜)有著高得多的帶寬能力。傳輸?shù)念l率越高,運(yùn)用塑料光纖的成本就越低。

塑料光纖的切割、布線、粘結(jié)、拋光和其他加工容易。由于有較大直徑, 塑料光纖安裝和與器件、光源、探測器等的連接變得容易和低成本,非專業(yè)人士也能勝任這些操作。準(zhǔn)備塑料光纖的連接最多不超過1分鐘,也不需要特別的工具。即使是最簡單的剪刀也可以用來切割塑料光纖。塑料光纖收發(fā)模塊使用650nm波長的紅光,非常安全,使用者可見也容易判斷光纖的連接是否成功。另外,塑料光纖的連接對端面藏留的灰塵和碎屑不敏感。

塑料光纖不產(chǎn)生輻射,完全不受電磁干擾和無線電頻率干擾以及噪音的影響。 這一點(diǎn)對視頻和音頻的分流尤為重要,很顯然這些干擾和噪音影響圖像和服務(wù)的品質(zhì)。塑料光纖可以和銅纜在同一管道里或同一線束并排鋪放。塑料光纖不產(chǎn)生噪音,不會對目前的管網(wǎng)產(chǎn)生負(fù)面影響。

POF系統(tǒng)的成本低。據(jù)說用于家庭消費(fèi)電子、家庭聯(lián)網(wǎng)和汽車包括音響、DVD、VCR等的每個連接的成本低于20美金。所以這些器件都可以在一般商店里買到。

通過塑料光纖進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸沒有可能被竊聽,這樣塑料光纖在一些安全程度要求高的場合,就非常適用。

雖然石英光纖廣泛用于遠(yuǎn)距離干線通信和光纖到戶,但塑料光纖被稱之為"平民化"光纖,理由是塑料光纖、相關(guān)的連接器件和安裝的總成本比較低。在光纖到戶、光纖到桌面整體方案中,塑料光纖是石英光纖的補(bǔ)充,可共同構(gòu)筑一個全光網(wǎng)絡(luò)。

POF與石英光纖相比,具有以下優(yōu)點(diǎn):模量低,芯徑大(0.3-1.0mm),接續(xù)時(shí)可使用簡單的POF連接器,即使是光纖接續(xù)中心對準(zhǔn)產(chǎn)生30μm的偏差也不會影響耦合損耗;數(shù)值孔徑大(NA0.5左右),受光角可達(dá)60°,而石英光纖只有16°,可用便宜的LED,并且耦合效率高;撓曲性好,易于加工和使用;在可見光區(qū)有低損耗窗口;重量輕;成本及加工費(fèi)用低。

POF網(wǎng)絡(luò)在局域網(wǎng)系統(tǒng)中與其他傳輸介質(zhì)相比,也具有明顯的優(yōu)點(diǎn):POF對電磁干擾不敏感,也不發(fā)生輻射,不同數(shù)據(jù)速率下的衰減恒定,誤碼率可預(yù)測,能在電噪聲環(huán)境中使用;其尺寸較長,可降低接頭設(shè)計(jì)中公差控制的要求,故成網(wǎng)成本較低等。

家庭和辦公室智能網(wǎng)絡(luò)(三網(wǎng)合一)

90年代開始,通信技術(shù)高速發(fā)展,移動通信,衛(wèi)星傳輸和光纖通信,將通信演變?yōu)楦咚�、大容量、�?shù)字化和綜合的多媒體業(yè)務(wù)。在ITU-T的推動下,光纖通信的各種標(biāo)準(zhǔn)紛紛制定,如PDH、SDH、DWDM、AN和B-ISDN等。因此,美國首先提出建立國家信息高速公路的構(gòu)想:國家信息基礎(chǔ)建設(shè)(NII),之后各國紛紛制定計(jì)劃,并推出全球的信息技術(shù)建設(shè)計(jì)劃(GII)。70年代,光纖網(wǎng)絡(luò)主要用于市內(nèi)等大容量業(yè)務(wù)區(qū),80年代向市外長途干線發(fā)展,到90年代逐步向用戶方向延伸,即所謂FTTx應(yīng)用,也就是光纖到路邊(FTTC)、至大樓(FTTB)、光纖到公寓(FTTA),和光纖到戶(FTTH)。目前也有采用電纜到家庭(如:CABLE MODEM和ADSL技術(shù))的經(jīng)濟(jì)方式,光纖到戶是指從干網(wǎng)到小區(qū)、用戶間的最后接入網(wǎng)階段全部使用光纖,實(shí)現(xiàn)語音、數(shù)據(jù)、廣播電視及各類智能化系統(tǒng)功能的一種接入方式,有利于整合網(wǎng)絡(luò)功能和各種資源。光纖到戶正在世界各地得到推廣,日本的光纖到戶普及率最高,用戶去年底已達(dá)到250萬戶,預(yù)計(jì)今年底將達(dá)到400萬。美國從2004年底開始發(fā)力,截至今年3月線路建設(shè)履蓋用戶160萬,實(shí)際開通業(yè)務(wù)接近20萬戶。以網(wǎng)絡(luò)游戲領(lǐng)先全球的韓國,同樣對光纖到戶給予了很高的期望,從2003年起韓國的電信運(yùn)營商陸續(xù)在光纖到戶上加大投資,從2005年開始,寬帶投資中光纖到戶成為主流。韓國政府預(yù)測,到2010年,光纖到戶家庭普及率將達(dá)到70%。歐洲的英國、德國、瑞典等都在加快發(fā)展光纖到戶。

由于塑料光纖的大直徑和數(shù)值孔徑,比銅類傳輸介質(zhì)有更強(qiáng)的帶寬能力。8根銅絲的傳播速度和容量相當(dāng)于2根塑料光纖。但是,每噸銅的價(jià)格卻高達(dá)20~30萬元,并且價(jià)格在逐年上漲。而一根直徑1毫米重1克長1米的塑料光纖卻只有0.2~0.3元。"三網(wǎng)融合"戰(zhàn)略中的三網(wǎng)指的就是電信網(wǎng)、廣播電視網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)。隨著該項(xiàng)戰(zhàn)略的推進(jìn),用塑料光纖這一根線代替以上這三種信號的傳輸,而且傳輸成本會大幅下降。

光纖到戶代表著一個國家寬帶的未來,對光器件、光纖光纜等行業(yè)有很大的促進(jìn)作用,我國信息產(chǎn)業(yè)部已開始制定FTTH的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn),專家預(yù)測國內(nèi)FTTH市場將在2006年全面啟動并進(jìn)入大規(guī)模建設(shè)期,北京、長沙、武漢已開始了FTTH試點(diǎn),如武漢市已搭建國內(nèi)首個光纖到戶試點(diǎn)平臺,已建成和在建的光纖到戶項(xiàng)目近10個,用戶規(guī)模約為5000戶,預(yù)計(jì)2006年至2007年用戶將達(dá)到5萬戶。目前國內(nèi)已有2500萬寬帶用戶,到2007年每年還將新增1200萬用戶,如果有20%左右的用戶采用FTTH將形成800億元左右的FTTH設(shè)備市場規(guī)模,年運(yùn)營業(yè)務(wù)收入將達(dá)180億元以上。據(jù)國家信息產(chǎn)業(yè)部電信研究院信息所的統(tǒng)計(jì)和預(yù)測,未來5-10年內(nèi),全球的光纖接入市場將迅速增長,用于光纖到戶的資本將從今年的50億美元增長到228億美元,其中亞太地區(qū)的資本支出為120億美元。中國和印度將成為發(fā)展最快的國家,估計(jì)中國的光纖到戶投資將占亞太地區(qū)的1/3。

另外,我國一些城市相繼提出了升級電信網(wǎng)絡(luò)、加快光纖到戶步伐的目標(biāo)。北京奧運(yùn)會組委會宣布,2008年前將投資66億美元擴(kuò)展和升級電信網(wǎng)絡(luò),上海也提出2010年前電信營業(yè)收入由現(xiàn)在的100多億元增至435億元,再加上我國設(shè)施落后的西部在大開發(fā)過程中也將加快信息化步伐,這些都為光纖到戶的市場空間提供了現(xiàn)實(shí)依據(jù)。

汽車應(yīng)用

現(xiàn)代轎車的各種新功能要求快速可靠地傳輸更大數(shù)據(jù)量。多媒體汽車意味著常常要在較差的環(huán)境中不受干擾地傳輸視頻和音頻等信號,國際MOST標(biāo)準(zhǔn)與IDB標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定使用塑料光纖。塑料光纖汽車網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)用在級別較高的轎車上,并經(jīng)受住了長時(shí)間的考驗(yàn)。如:戴姆勒-克萊斯勒(奔馳)"S級"系列以及寶馬的"BMW7"系列等。目前,在歐洲大概有16個車型采用了塑料光纖通信系統(tǒng)。

我國部分車型也開始考慮使用塑料光纖通信系統(tǒng)。根據(jù)測試專業(yè)之Faztec Optronics宜捷威科技的行銷企劃報(bào)告指出,光通訊之Polymer Optical Fiber塑料光纖于車用電子中已成為汽車零組件發(fā)展的新主流,目前使用于車內(nèi)通訊與車內(nèi)娛樂視聽系統(tǒng),例如車內(nèi)電視,車內(nèi)音響,車內(nèi)燈具,車內(nèi)開關(guān)之聯(lián)接線路均陸續(xù)改用塑料光纖。隨著全球汽車工業(yè)配合時(shí)代趨勢調(diào)整內(nèi)裝更改為塑料光纖,預(yù)估到2010年時(shí),全球車用電子產(chǎn)品市場規(guī)模將達(dá)1500億美元,主要市場仍集中于歐洲、北美、日本等地區(qū),所占比重超過80%,而中國大陸是最具發(fā)展?jié)摿Φ男屡d市場,近5年來的年復(fù)合成長率約維持2成。

消費(fèi)電子和傳感器

塑料光纖在傳感器、消費(fèi)電子領(lǐng)域具有明顯的優(yōu)勢,如電腦、視頻攝像機(jī)、CD-ROM、DVD、VCD、TV、打印機(jī)、掃描儀、磁盤和立體聲系統(tǒng)等。例如我國DVD行業(yè)DVD年產(chǎn)量約為3000萬臺,用于DVD音頻光纖跳線的塑料光纖需求量為30000km,價(jià)值1200萬元;如加工成光纜,價(jià)值3000萬元,如加工成音頻光纖跳線,價(jià)值1.5億元�？紤]到國內(nèi)主要是把塑料光纖加工成光纜或音頻光纖跳線出口到日本、韓國、臺灣、歐美等國家與地區(qū),塑料光纖在國內(nèi)這方面的市場需求至少有1億元。

工業(yè)控制總線系統(tǒng)

隨著計(jì)算機(jī)和自動控制技術(shù)的高速發(fā)展,工業(yè)自動化水平提高到一個嶄新的高度。工業(yè)自動化根據(jù)其特點(diǎn)和使用方向可分為過程控制自動化、面向生產(chǎn)和制造業(yè)的自動化以及自動化測量系統(tǒng)(工業(yè)測量儀表)。這些工業(yè)自動化系統(tǒng)的建立和發(fā)展都有一個共同特點(diǎn),即由直接控制系統(tǒng)向集散型控制系統(tǒng)發(fā)展,而這種集散型控制系統(tǒng)的發(fā)展都是以各種工業(yè)網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)。通過這些形形色色的工業(yè)總線系統(tǒng),各種工業(yè)設(shè)備構(gòu)成一個既分散又統(tǒng)一的整體。對POF來說,工業(yè)控制總線系統(tǒng)是其最穩(wěn)定和最大的市場之一。通過轉(zhuǎn)換器,POF可以與RS232、RS422、100MbPS以太網(wǎng)、令牌網(wǎng)等標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議接口相連,從而在惡劣的工業(yè)制造環(huán)境中提供穩(wěn)定、可靠的通信線路,高速傳輸工業(yè)控制信號和指令,避免了因使用全屬電纜線路受電磁干擾而導(dǎo)致通信中斷的危險(xiǎn)。

照明及太陽能利用

由于塑料光纖照明和其它方式相比具有獨(dú)特優(yōu)點(diǎn),所以它已廣泛地應(yīng)用于各種場合,并在不斷地推廣中�，F(xiàn)將目前國內(nèi)應(yīng)用情況和場合簡述如下:

1、室內(nèi)裝飾

在室內(nèi)裝飾中,用側(cè)發(fā)光光纖來構(gòu)成輪廊線條,光照均勻、顏色柔和,給人一種和諧幸福的感覺;細(xì)端光的合理利用,在家里營造出浪漫溫馨的氣息,在自己的家里也如同沐浴酒吧的感覺。在酒店大廳中,安裝流星光纖制作的水晶吊燈,通過各種色彩和亮點(diǎn)的變化,更顯得華麗別致,給人耳目一新的感覺;在KTV包房和演藝大廳里面,利用端光光纖,拼組成具有藝術(shù)效果的圖案,同時(shí)還可以利用端光光纖吊頂,可模擬星空效果,忽明忽暗,使人有無限的太空遐想。

2、水景照明

水景離開了照明就失去了迷人的景色。而普通照明又給游人帶來危險(xiǎn)的隱患,我們游覽水景時(shí),通常都可以看見"請勿戲水,小心有電"等字樣,無疑給我們的游覽帶來點(diǎn)點(diǎn)遺憾。由于光纖照明實(shí)現(xiàn)了光電分離,用光纖照明作為水景的點(diǎn)綴,不但顏色鮮艷新穎,而且絕對安全可靠,實(shí)屬最佳搭配。 光纖照明除了針對水體照明時(shí),使水色更為艷麗動人外,也可用側(cè)光光纖來構(gòu)成水池的輪廊線。使垂直的彩色水姿與橫向的水池輪廓,形成協(xié)調(diào)的線條美。

3、城市建筑

在燈光工程中,用側(cè)發(fā)光光纖來構(gòu)成建筑輪廓線是最常見應(yīng)用實(shí)例。特別是對一個城市的形象建筑,以多彩的線條把建筑輪廓在夜色中顯得更蔚蔚壯觀。同時(shí)光纖使用壽命很長,屬于免維護(hù)產(chǎn)品,大大減低了運(yùn)營費(fèi)用。另外,可以改變光纖裝飾照明的光色,使建筑物輪廓的色彩隨季節(jié)或氣候而變化,給人們一種人性化的感覺。

4、園林綠化

在園林綠化中,用端發(fā)光光纖來作亭院燈、地埋燈,使綠地、道路在照明的同時(shí)也有色彩變化。

5、道路照明

在景觀道路上,裝上星星點(diǎn)點(diǎn)的端發(fā)光光纖,成為光纖甬道,更增加了景觀的趣味性,同時(shí)可以將流星光纜平鋪于地面,人們走在上面如同在光色中浮游,給游玩的人們無窮的遐想。

6、溶洞照明

溶洞是一種自然景觀,由于它沒有陽光照射,全靠燈光來展現(xiàn)它的風(fēng)采。多變的光色和柔性的光纖,對無規(guī)則溶石和湖岸更顯出它的有用武之地,使溶洞的景色更迷人。而最重要的是清除了對游客的不安全隱患。

7、古建筑物及文物照明

在一般的燈光照射下,因紫外光的作用,使圖書文物、木結(jié)構(gòu)等建筑物加速老化。同時(shí)有電會造成大火的危險(xiǎn)。而用光纖照明,既安全又能達(dá)到理想的藝術(shù)效果。

8、易燃易爆場合

在油庫、礦區(qū)等嚴(yán)禁火種入內(nèi)的危險(xiǎn)場合中。應(yīng)用其他各種照明都有明火的隱患。如不小心就會釀成大禍。從安全角度看,因光與電分開,所以光纖照明應(yīng)是一種最理想的照明。

9、太陽光的利用

在我們常見的太陽能利用中,都是把太陽光轉(zhuǎn)換為熱能或電能,而光纖可將太陽光直接加以利用,用來改善居室照明,對于陰暗的地下室、隧道,采用光纖照明,可讓永遠(yuǎn)見不到陽光的地方能重見光明。

軍事通信

在軍事通信上,POF正在被開發(fā)用于高速傳輸大量的第三、保密信息,如利用POF重量輕、可撓性好、連接快捷,適用于隨身配戴的特點(diǎn),用于士兵穿戴式的輕型計(jì)算機(jī)系統(tǒng),并能夠插入通信網(wǎng)絡(luò)下載、存儲、發(fā)送、接收關(guān)鍵任務(wù)信息,且在頭盔顯示器中顯示。

近幾年全球塑料光纖的需求量迅速增加,2005年國際上PMMA塑料光纖銷售額已經(jīng)達(dá)到數(shù)十億美元。而適用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)牡蛽p耗PMMA塑料光纖,目前只有日本三菱公司能夠生產(chǎn),每年我國均從日本進(jìn)口大量的PMMA塑料光纖。

該項(xiàng)目負(fù)責(zé)人甄珍和劉新厚研究員介紹,中科院理化所掌握了從原材料提純、經(jīng)本體聚合直接拉制光纖整套技術(shù)。其核心技術(shù)是高純度光纖級PMMA光學(xué)模塑料(芯層材料)以及皮層材料的制備技術(shù)。在研制過程中,中國科學(xué)院理化技術(shù)所先后開發(fā)了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的單分子擴(kuò)散轉(zhuǎn)移原料提純新技術(shù),平推式薄層管式與雙螺桿復(fù)合系統(tǒng)的本體聚合制備高純度光纖級PMMA原料以及與之相配套的包層材料技術(shù),并成功地解決了產(chǎn)業(yè)化的相關(guān)問題。

目前該所已研制成功日產(chǎn)10萬米PMMA塑料光纖的全自動流水線,連續(xù)數(shù)月穩(wěn)定生產(chǎn)出光衰減在170-200dB/km的PMMA光纖,累計(jì)生產(chǎn)出數(shù)百萬米低損耗塑料光纖,表明這一產(chǎn)業(yè)化技術(shù)已經(jīng)成熟。同時(shí),該所還具備批量生產(chǎn)光衰減為150dB/km的階躍型PMMA光纖潛能,產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)達(dá)到國際同類產(chǎn)品的最好水平。低衰減PMMA光纖連續(xù)化批量生產(chǎn)技術(shù)的問世,標(biāo)志我國在該領(lǐng)域躋身世界先進(jìn)行列。

當(dāng)今信息技術(shù)的發(fā)展迫切需要信息容量大的光纖材料,對通訊網(wǎng)絡(luò)帶寬的要求越來越高。塑料光纖具有芯徑大、質(zhì)地柔軟、聯(lián)結(jié)容易、質(zhì)量輕、價(jià)格便宜、傳輸帶寬大等優(yōu)點(diǎn),在寬帶接人網(wǎng)系統(tǒng)、家庭智能網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)、汽車智能系統(tǒng)、工業(yè)控制系統(tǒng)以及紡織、照明、太陽能利用系統(tǒng)等方面的應(yīng)用市場潛力巨大。

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(shí)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(shí)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�出現(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(shí)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(bào)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。

網(wǎng)絡(luò)成本的降低、性能的提高、數(shù)字傳播技術(shù)的引入、電磁干擾的減少以及塑料光纖標(biāo)準(zhǔn)的制定與完善都使得塑料光纖在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防建設(shè)中得到大量應(yīng)用,并推動著塑料光纖產(chǎn)業(yè)逐漸成為光通信的主流產(chǎn)業(yè)。目前,塑料光纖主要應(yīng)用于低速、短距離的通信傳輸中。 由于塑料光纖具有通信容量大、不放射電磁噪音、質(zhì)量輕等特點(diǎn),因而在汽車制造工業(yè)中得到廣泛使用。寶馬公司已在其最新產(chǎn)品中使用塑料光纖,用于汽車制造系統(tǒng)的通信。

在工業(yè)控制總線系統(tǒng)中,通過轉(zhuǎn)換器,塑料光纖可與RS232、RS422、100 Mb/s以太網(wǎng)、令牌網(wǎng)等標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議接口連接,從而在惡劣的工業(yè)制造環(huán)境中提供穩(wěn)定、可靠的通信路線,高速傳輸工業(yè)控制信號和指令,避免了因使用金屬電纜線路受干擾而導(dǎo)致通信中斷的危險(xiǎn)。

通過塑料光纖,我們可實(shí)現(xiàn)智能家電(家用PC、HDTV、電話、數(shù)字成像設(shè)備、空調(diào)、冰箱、音響系統(tǒng)、廚用電器等)的聯(lián)網(wǎng),達(dá)到家庭自動化和遠(yuǎn)程控制管理,提高生活質(zhì)量;通過塑料光纖,我們可實(shí)現(xiàn)辦公設(shè)備的聯(lián)網(wǎng),如計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)可以實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)并行處理,辦公設(shè)備間數(shù)據(jù)的高速傳輸可大大提高工作效率,實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程辦公等。在低速局域網(wǎng)的數(shù)據(jù)速率小于100Mb/S時(shí),100m范圍內(nèi)的傳輸用SI型塑料光纖即可實(shí)現(xiàn);150 Mb/s 50m范圍內(nèi)的傳輸可用小數(shù)值孔徑POF實(shí)現(xiàn)。POF在制造工業(yè)中可得到廣泛的應(yīng)用。通過轉(zhuǎn)換器,POF可以與RS232、RS422、100 Mb/S以太網(wǎng)、令牌網(wǎng)等標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議接口相連,從而在惡劣的工作制造環(huán)境中提供穩(wěn)定、可靠的通信線路。能夠高速地傳輸工業(yè)控制信號和指令,避免因使用金屬電纜線路而受電磁干擾導(dǎo)致通信傳輸中斷的危險(xiǎn)。

塑料光纖作為短距離通信網(wǎng)絡(luò)的理想傳輸介質(zhì),在未來家庭智能化、辦公自動化中也將得到廣泛應(yīng)用。在Internet服務(wù)中,塑料光纖由于重量輕且耐用,因而被用來將車載機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)和控制系統(tǒng)連接成一個網(wǎng)絡(luò),將微型計(jì)算機(jī)、衛(wèi)星導(dǎo)航設(shè)備、移動電話、傳真等外設(shè)納入機(jī)車整體設(shè)計(jì)中,旅客可通過塑料光纖網(wǎng)絡(luò)在座位上享受音樂、電影、視頻游戲、購物。當(dāng)塑料光纖在傳輸距離不超過100m時(shí),其傳輸速率能達(dá)到11Gb/s,因此在互聯(lián)網(wǎng)短距離傳輸中可以用塑料光纖代替雙絞線和同軸電纜,從而保證了互聯(lián)網(wǎng)中短距離的大容量通信。

在單兵作戰(zhàn)系統(tǒng)中,重量輕、可撓性好、連接快捷的塑料光纖,被用于士兵穿戴式的輕型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。塑料光纖也被用在飛機(jī)、戰(zhàn)艦、導(dǎo)彈等高科技智能武器的控制系統(tǒng)中。

隨著科技的發(fā)展,塑料光纖的應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣,其市場的發(fā)展會越來越廣闊。國外在塑料光纖的應(yīng)用開發(fā)上已取得了較大的成果,且不斷在加大新的應(yīng)用研究投入,在韓國、中國以及我國臺灣地區(qū)已經(jīng)有廠商開始投入研發(fā)生產(chǎn),因此產(chǎn)業(yè)更應(yīng)就塑料光纖的研究和發(fā)展予以密切注視。