梯度型折射率聚合物光纤的研究
2011-09-19周鸿颖陈家璧胡群华
自动化仪表 2011年7期
关键词:界面
周鸿颖 陈家璧 胡群华
(上海理工大学光电信息与计算机工程学院1,上海 200093;东华大学理学院2,上海 200051)
0 引言
聚合物光纤(polymer optical fiber,POF)具有制备简单、价格便宜、连接方便和抗冲击等优点,成为短距离宽带通信网的理想选择。因此,现已广泛应用于汽车、工业自动化等方面,是光纤入户理想的材料[1-3]。近年来,随着高分子材料科学的发展,对新型的聚合物光纤,如耐热、耐湿、耐辐照、高度光敏等特种聚合物光纤的研究开辟了其在航天、高温、传感等领域的新应用[4-6]。
聚合物光纤按折射率分为阶跃型光纤和梯度型光纤两类。阶跃型光纤的纤芯折射率分布均匀,芯层折射率大于包层并在两者分界面上突变。阶跃型聚合物光纤(step idex polymer optical fiber,SI POF)具有严重的模式色散、窄带宽等缺点,多数应用于车灯监控、照明等方面。梯度型光纤的纤芯折射率沿其径向呈抛物线分布。光线传输的路径近似为正弦波,不同入射角的光线的传输轨迹不同,但最终都汇聚在轴线,称之为自聚焦效应。这可以使不同模式的光在芯层中传播的延时差变小,从而在很大程度上减小模式色散而提高光纤的带宽,扩大通信容量。因此梯度型聚合物光纤(graded index polymer optical fiber,GI POF)受到更多的关注[7]。
梯度型聚合物光纤的制备大多采用界面凝胶法聚合,但经常会产生气泡以及局部不透明等问题导致失败,有人提出采用溶胀-凝胶聚合法和引发剂扩散法解决[8]。本文采用界面凝胶聚合法,通过离心旋转并改变聚合温度及时间等条件解决了这一问题,并制备了透明、无气泡的GI POF预制棒。……
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