塑料光纖顧名思義,即構(gòu)成光纖的芯與包層都是塑料材料。與大芯徑50/125μm和62.5/125μm的石英玻璃多模光纖相比,塑料光纖的芯徑高達(dá)200-3000μm,其接續(xù)時(shí)可使用不帶光纖定位套筒的便宜注塑塑料連接器,即便是光纖接續(xù)中芯對(duì)準(zhǔn)產(chǎn)生±30μm偏差都不會(huì)影響耦合損耗。正是塑料光纖結(jié)構(gòu)賦予了其施工快捷,接續(xù)成本低等優(yōu)點(diǎn)。另外,芯徑100μm或更大則能夠消除在石英玻璃多模光纖中存在的模間噪音。
今天,人們用來(lái)制造塑料光纖的兩種方法:擠壓法和界面凝膠法都是由塑料生產(chǎn)加工工藝演變而來(lái)的。
擠壓法主要用于制造階躍折射率分布塑料光纖。該工藝步驟大致如下:首先,將作為纖芯的聚甲基丙烯甲酯的單體甲基丙烯甲酯通過(guò)減壓蒸餾提純后,連同聚合引發(fā)劑和鏈轉(zhuǎn)移劑一并送入聚合容器中,接著再將該容器放入電烘箱中加熱,置放一定時(shí)間,以使單體完全聚合,后,將盛有完全聚合的聚甲基丙烯甲酯的容器加溫至拉絲溫度,并用干燥的氮?dú)鈴娜萜鞯纳隙藢?duì)已熔融的聚合物加壓,該容器底部小嘴便擠出一根塑料光纖芯,同時(shí)使擠出的纖芯外再包覆一層低折射率的聚合物,就制成了階躍型塑料光纖。
梯度折射率分布塑料光纖的制造方法為界面凝膠法,界面凝膠法的工藝步驟大致如下:首先將高折射率摻雜劑置于芯單體中制成芯混合溶液,其次把控制聚合速度、聚合物分子量大小的引發(fā)劑和鏈轉(zhuǎn)移劑放入芯混合溶液,再將該溶液投入一根選作包層材料聚甲基丙烯甲酯(PMMA)的空心管內(nèi),后將裝有芯混合溶液PMMA管子放入一烘箱內(nèi),在一定的溫度和條件下聚合。在聚合過(guò)程中,PMMA管內(nèi)逐漸被混合溶液溶脹,從而在PMMA管內(nèi)壁形成凝膠相。在凝膠相分子運(yùn)動(dòng)速度減慢,聚合反應(yīng)由于“凝膠作用”而加速,聚合物的厚度逐漸增厚,聚合終止于PMMA管子中心,從而獲得一根折射率沿徑向呈梯度分布的光纖預(yù)制棒,后再將塑料光纖預(yù)制棒送入加熱爐內(nèi)加溫拉制成梯度折射率分布塑料光纖。