塑料光纤弯曲损耗特性的测试与分析精选文档

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天津工业大学

毕业论文

塑料光纤弯曲损耗特性的测试与分析

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摘要

塑料光纤具因其质地柔软，芯径大，连接容易，传输带宽大，价格便宜等优点而广泛应用于照明，宽带接入网系统，短距离数据传输系统，汽车智能系统太阳能利用系统等诸多领域。本文回顾了塑料光纤的发展历程，从其结构，材料等方面了解其性能，研究分析其损耗，色散等传输特性，最后通过通过实验测试和分析塑料光纤弯曲半径和弯曲圈数对弯曲损耗影响的变化规律以掌握更多的塑料光纤传输特性信息，探讨其本质，充实其理论。

关键词：塑料光纤；弯曲损耗；弯曲半径

ABSTRACT

Plastic optical fiber is widely used in various fields such as lighting, broadband access network system, short distance data transmission systems, automotive intelligent systems, solar energy utilization system because of its many advantages range from soft texture and large core diameter to easy connection, large transmission bandwidth and cheaper prices. My paper reviews the development of plastic optical fiber,explores its performance from its structure, materials, etc. And I will research and analyze its loss, dispersion and transmission characteristics. In the last, I will experiment testing and analyzing the variation of the bending loss due to bending radius and bending number of turns to explore its nature and enrich its theory.

Key word：Plastic optical fiber; bending loss; bending radius

目录

第一章绪论 (1)

1.1塑料光纤及其发展历史 (1)

1.2塑料光纤优点及应用 (1)

1.3塑料光纤前景展望 (3)

第二章塑料光纤的结构与性能 (4)

2.1塑料光纤的传输原理 (4)

2.1.1塑料光纤折射率分布 (4)

2.1.2数值孔径 (6)

2.2塑料光纤材料 (6)

2.3几种网络传输媒质的比较 (8)

第三章塑料光纤的弯曲损耗 (11)

3.1塑料光纤的损耗机理 (11)

3.2弯曲状态下的塑料光纤 (12)

3.2.1弯曲POF的数值孔径 (12)

3.2.2塑料光纤的弯曲损耗 (14)

3.3光纤的宏弯损耗、微弯损耗和弯曲过渡损耗 (15)

3.3.1光纤的宏弯损耗 (15)

3.3.2 光纤的微弯损耗 (18)

第四章塑料光纤弯曲损耗实验 (20)

4.1实验装置 (20)

4.2实验方法 (21)

4.3塑料光纤弯曲损耗与弯曲半径的关系 (23)

4.4塑料光纤弯曲损耗与弯曲圈数的关系 (24)

第五章结论 (27)

参考文献 (28)

附录 (29)

谢辞 (43)

第一章绪论

1.1塑料光纤及其发展历史

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。

塑料光纤已有30多年的历史,最初用于传光、照明和传相等,其后在汽车、医疗和工业控制等方面也取得了成熟的应用和推广,最近在宽带通信领域中也取得了突破性进展。最早的塑料光纤是美国杜邦公司于1964年开发的以聚甲苯丙烯酸甲酯(PMMA)为纤芯的塑料光纤,其传输损耗大约为1000dB/km。其后,日本的NTT和三菱人造丝公司在杜邦公司拉丝技术的基础上致力于降低塑料光纤的损耗,在提高其耐热性和研究梯度折射率塑料光纤(GI2POF)等方面取得了重大成就。1992年,Yoshiro、Koike等人用界面凝胶法制造出的梯度折射率光纤,明显降低了塑料光纤的损耗,有效提高了塑料光纤的带宽,为塑料光纤在通信网络中开拓了广阔的应用前景。2000年,OFC会议上,日本硝子玻璃株式会社报道了氟化梯度塑料光纤衰减系数：在850nm为41dB/km、1300nm为33dB/km,其带宽已达100MHz/km。用这种光纤成功地进行了100m、11Gbit/s和5.0m、2.5Gbit/s 的高速传输试验和70℃长期热老化试验【1】。通过实验得出结论,氟化梯度塑料光纤完全能满足短距离通信的使用要求。美国在塑料光纤的发展历程中也起到了推动作用,美国政府委托波音、BOF等公司于1992年成立了高速塑料网络联合体(HSPA) ,目标是研制渐变型塑料光纤。通过三年的努力,该联合体已经将塑