塑料光纖損耗特性分析

2019-03-22 14:15:50 50
本文轉載自網絡,如有侵權,請聯絡刪除:  表1塑料光釬的損耗本征損耗非本征損耗吸收損耗散射損耗吸收損耗散射損耗分子中C-H的振動吸收電子轉移吸收瑞利散射過渡金屬有機雜質水分子塵埃和微空隙纖芯直徑不平均方位雙折射纖芯和包層界面的缺陷2.1料光纖本征損耗的實踐計算對塑料光纖損耗的定量實踐計算及試驗光譜較好吻合,從而能夠預先理解塑料光纖的損耗機理,對降低塑料光纖損耗有一定領導意義。

  2.1.1C-H鍵的振動吸收以PMMA芯材為例,其甲基和亞甲基的振動吸收峰在紅外互相交疊,并且在近紅外至可見光波區呈現以單峰。是以PMMA為纖芯的塑料光纖損耗光譜,能看到紅外伸縮振動Viu(i:振動量子數)的高次振動吸收峰和紅外轉動振動吸收峰(S波長/ D1PWA的離次諧波振動吸收播耗光譜圖關于PMMA中C-H鍵吸收損耗的實踐計算有幾種辦法,在此介紹中的計算辦法。對C-H鍵的振動吸收做定量計算是有一個近似:認為聚合物、單體及原子對模型中同樣的鍵的吸收行為根本雷同,將C-H鍵作為獨立的非諧振子停止計算,用莫爾斯位能函數表示非諧振子的位能建設一維薛定諤方程,求出C-H鍵伸縮振動第I次諧波的頻率及吸收損耗相應為2.1.3瑞利散射損耗關于無規透明匯合物的本征瑞利散射損耗,其各項同性部分由下式計算:度八下等溫壓縮系數能夠從分子量(通過原子直徑和原子鍵長度計算)計算得出。為計算玻璃轉化溫度rg下的等溫壓縮系數,能夠利用經歷公式ru=rg+7(/t)和(i/P(d,/d;)=4.8xioV,瑞利散射與光波長的四次方成反比,因此在短波段瑞利散射比長波段相應要大。從表1的計算結果也可看出這種趨勢。試驗鉆研標明,即使在沒有摻雜的塑料光纖中,散射損耗在850nm最小也有5dB/km,在摻雜系POF中,散射損耗可達10dB/km.表2是計算得出的幾種聚合物在不同波長下的散射損耗。

  表2.聚合物在不同波長下的散射損耗各向同性瑞利散射損耗(dB/km)波長氟化聚合物2.2.塑料光纖的非本征損耗芯材雜質引起吸收損耗,主要有過渡金屬離子在可見光波區引起的吸收最為明顯,其中Co離子在530nm、590mn、650nm顯示有最大的吸收峰,并且互相之間發作重疊引起一個大的吸收峰。Cr離子在640nm有吸收峰,也影響光纖的損耗。PMMA中還有水的吸收,在可見光譜區由于羥基(OH)伸縮振動和彎曲振動引起吸收損耗,相應與614nm,562nm和674nm處呈現吸收峰,丈量PMMA吸收水對光損耗的影響與C-H鍵的吸收強度一樣。

  由于光纖制造工藝的起因,不可防止會呈現纖芯直徑在軸向的變遷,芯――包層界面粘合缺陷,另外光纖中還會有灰塵、氣泡、微粒,這些因素引起的散射(尺度遠大于波長長度)損耗與波長無關。其中前兩項和POF的制造工藝有關,隨著POF的鉆研深刻,其工藝日趨完好,這兩項根本已降低導下限。每個灰塵、氣泡、微粒和缺陷能形成l3dB/km左右的損耗,對聚合物本體停止蒸餾過濾,及利用本體聚合法能夠將微粒降低到最低程度。由于光纖的彎曲及芯包層界面的缺陷還會引起輻射損耗。

  3塑料光纖損耗的測董實際中,理解光纖總損耗比曉得單個損耗因素更重要,須要對制作的塑料光纖損耗準確有效的丈量十分必要。丈量結果通常和儀器設施有關。當用LED作光源時,光纖的衰減系數與光纖長度有關,隨著間隔的增加,衰減系數變為常數。當用單色儀作光源時,這種相關性并不明顯。丈量結果還與光源注入條件有關,即與輸入光纖端面的光功率散布有關。完全注入條件下,即光源入射到光纖的整個芯徑和數值孔徑,鼓勵出很多形式,被鼓勵的所有形式具有雷同的光功率,通過光纖傳輸時,每個模具有不同的衰減系數,用光線實踐解釋,高階模經歷更屢次數的全反射,因此光程大,衰減系數大,同時,各形式之間還有能量替換一形式耦合,形式耦合也引起光損耗。

  當傳播一定耦合長度后,各形式之間抵達平衡模散布,丈量結果不再與間隔有關。一般塑料光纖的耦合長度是20m,該值要比石英光纖小得多。要得到準確、可反復的丈量結果,光源最好是平衡模入射,利用擾頻器得到模平衡散布。

  4降低損耗的技術POF損耗是有非本征損耗和本征損耗組成。前者包含有吸收損耗和散射損耗,通過提純芯皮材反饋物,即將反饋單體、引發劑、鏈轉移劑等采納水洗、枯燥、過濾、蒸餾等辦法提純,采納本體聚合法合成工藝,選用適宜的拉絲工藝,在凈化的環境中實現聚合并拉制塑料光纖,可顯著降低非本征損耗;而POF本征損耗是由吸收損耗和瑞利散射損耗,瑞利散射損耗同光纖芯材折射率的不平均動搖性親密相關,選用高度無定型、高透明、分子量散布窄的聚合物為芯材,可降低瑞利散射損耗。塑料光纖中的本征吸收損耗與光纖芯材料有關,POF的最重要損耗奉獻因素是C-H鍵的高次諧波在可見及紅外區域的吸收,而一般聚合物是含有大量C-H的聚合物,POF的吸收損耗同單體分子量成反比,故降低芯材C-H鍵數量是降低固有損耗的重要門路之一。為此,用較重的原子氘或氟代替其中的氫,制成氘化或氟化POF.氘化和氟化關于改善POF中C-H鍵振動吸收所致的可見光區的衰減損耗是有效的辦法。而且氟化后C-F鍵振動基頻紅移,使得POF的光學窗口紅移,從而降低瑞利散射損耗。此外氟代高分子還可降低POF對水蒸汽的吸附,并可阻止濕氣在高分子里浸透,氟化材料的采意圖味著POF技術的一大進步。但這兩種技術也存在問題,由于吸濕,氘會從新被置換成氫原子,且氘化物價格昂貴;另一方面,氟化會降低纖芯折射率,使芯層與包層C包層亦為氟聚合物)的折射率差減小,使SIPOF的彎曲損耗極度增大。為了突破這一限制,正在鉆研開發部分氟化PMMA纖芯GI-POF.1992年,用界面凝膠法制成PMMA為纖芯的GI-POF,該光纖在650mn處的損耗使110dB/km,在7001500mn范圍的損耗急劇增加,是由于C-H鍵伸縮振動的高次諧波吸收引起。

  耗為40dB/km左右。目前,Mitsubishi公司推出的產品GH4001SIPOF光纖在650nm處的損耗是150dB/km,其芯材是PMMA,包層材料為聚乙烯。

  5結語塑料光纖的損耗因素很多,在推廣塑料光纖的應用時,不只要從工藝和材料方面充分思考盡力降低各種損耗,制作出低損耗塑料光纖,而且也要思考到塑料光纖在特殊環境下的應用,開發特殊性能的塑料光纖。如耐熱塑料光纖,由于普通塑料光纖的耐熱性能差,在高溫環境下會發作氧化降解和損耗增大,因此開發耐熱塑料光纖進一步進步其性能顯得十分重要;另外思考在高輻射環境下(如核電站,航天器,衛星)的應用,抗輻照塑料光纖的鉆研也有重要意義,國內上海交通大學在這方面也停止了根底鉆研,獲得了一些成績8.在推廣塑料光纖網絡中,要思考的不只是性能,更重要的問題是本錢,研制價格低廉、性能牢靠的塑料光器件(包括發射機和接受機、連貫器、光開關、耦合器等)目前都面臨挑戰。

重慶君正新型復合材料有限公司為您提供管道封堵氣囊氣囊內模芯模氣囊式千斤頂儲存氣體氣囊船用下水氣囊支架式水池背負式水袋森林消防水池軟體儲運水袋軟體儲運油囊試壓吊重水袋集裝箱液袋,沙石轉運儲存袋 ,金屬轉運儲存袋,粉塵轉運儲存袋,復合材料系列,橡膠復合材料,PVC復合材料,TPU復合材料,EVA復合材料,PE膜復合材料等產品 本文轉載自網絡,如有侵權,請聯絡刪除。
02360776666 18696608888

工作時間: 周一9:00~周五18:00

在線留言
電話咨詢
產品展示
聯系方式
QQ客服
国产成人综合网在线观看