塑料光纤的特点及应用范围浅谈

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1. 塑料光纤概况

通信光缆所用的光纤，多数采用石英光纤，由高纯度二氧化硅SiO2 加入适量掺杂剂组成。近年来，逐步开发出塑料光纤（Plastic Optical Fiber，简称POF）。塑料光纤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光纤，也称聚合物光纤（Polymer Optical Fiber）。

2. 塑料光纤的特点

塑料光纤常称“消费者光纤”或“平民光纤”，优点主要体现在成本低和便于使用方面，在桌面连接等短距离传输应用领域，塑料光纤与铜线和玻璃光纤相比更有优势。塑料光纤的成本低主要体现在施工、安装和维护成本低，光源收发器、接插件和配套设备便宜，原材料和生产成本低等方面。便于使用主要体现在光纤柔韧性好，连接轻松，使用安全等方面。

①施工、安装和维护成本低。塑料光纤直径大（0.3-1.0mm）、受光角大（可达60°）、采用可见光（650nm 红光）传输，可采用普通刀片切割，不需抛光，易于加工，安装连接时易对准，可通过目视排查故障点，无需对施工人员进行专门培训，工作效率高，人员成本低。

②光源收发器、接插件和配套设备便宜。塑料光纤应用的配套组件都趋向于低成本。这其中包括发射机/ 接收器（收发器）和接插件等。由于塑料光纤直径大、受光角大，对精度要求低，校准问题少，与光源和接收器件耦合效率高，可采用便宜的LED 和简单的POF 连接器，成本低。

③原材料和生产成本低。塑料光纤采用高纯度的PMMA 作为原材料。光纤外皮的厚度约为纤芯直径的10%。理论上讲，塑料光纤的制造成本要远低于玻璃光纤。但目前塑料光纤的低成本优势尚未被全面认识。

④便于使用，安全性好。塑料光纤的挠曲性好，打结后仍可传光。所用的专业工具少于玻璃光纤，安装使用和桌面连接时，可由非专业人员自行实施，而玻璃光纤由于径小脆弱，存在易受损和需要防止小裂片进入眼睛等风险。另外，由于塑料光纤光源在可视范围内，可用肉眼检查光是否已传输，且光源较散，不存在玻璃光纤的激光放射危险性。

3. 塑料光纤的应用领域

中低端塑料光纤应用

中低端塑料光纤应用领域如下：室内装饰、水景照明、城市建筑、园林绿化、道路照明、溶洞照明、古建筑物及文物照明、易燃易爆场合、太阳能的利用等。

通信级塑料光纤应用

通信级塑料光纤首先在欧洲的汽车厂商得到应用，目前在工业控制和汽车工业领域，通信级塑料光纤产业保持持续健康的增长。此外塑料光纤还广泛地应用于家庭宽带网络接入、楼宇智能网络系统、数据传输系统以及医疗、纺织、照明、太阳能利用系统等领域。

①汽车工业。现代轿车的各种新功能要求快速可靠地传输更大数据量，多媒体汽车意味着常常要在较差的环境中不受干扰地传输视频和音频等信号。塑料光纤汽车能够利用其又轻又耐用的POF 网络连接这些遍布汽车上的复杂系统和传感器，并经受住长时间的考验。

②消费电子。塑料光纤在传感器、消费电子领域具有明显的优势，视频采集将是塑料光纤的一个巨大市场，传输速率从400Mbps 增加到了3.2Gbps（塑料光纤为传输介质可以满足），增加了塑料光纤的用量。

③工业控制。对POF 来说，工业控制总线系统是其最稳定和最大的市场之一，主要原因是工业控制领域要求数据传输介质要抗电磁干扰。在恶劣的工业制造环境中塑料光纤可以提供稳定、可靠的通信线路，高速传输工业控制信号和指令，避免了因使用金属电缆线路受电磁干扰而导致通信中断的危险。

④数据中心。随着云计算等技术的发展，越来越多的系统正在被集中在数据中心，由于设备间的传输速率越来越高，大型的兆兆位（Terabit）路由器、光交叉连接、光交换的互联正在成为一个大问题。该领域正急切需要找到一种低成本、易用、可靠性高的组件间、背板间、机箱间和机架间的连接线材。这些线缆长度从几寸到几十米之间，正好在现有的或新型的塑料光纤的有效传输距离之内，目前GI 型塑料光纤的传输速度已经可以达到100 米11Gbps。

⑤家庭局域网络。家庭局域网开始逐渐变成塑料光纤最大的潜在市场，该市场形成的主要驱动力是电脑、互联网及视音频设备的普及。

⑥医疗。塑料光纤在医疗诊断和传感方面的市场虽然小但是正在成长。塑料光纤的绝缘性保障了患者的安全。同时在X光机，CT 扫描机等大功率设备上采用塑料光纤也能提高安全性。

⑦国防。国防是一个正在显现的市场，因为塑料光纤可挠性好、重量轻、连接快捷、传输准确性、不辐射电磁波，保密性好、适应性更强、消除信息传输的电磁干扰等特性，将被大量使用于安全通讯、舰船、飞机、车辆等装备数据通信等方面。

结语

塑料光纤以低成本、轻重量、耐震动和便于安装使用等优点逐渐进入千家万户，已经成为实现短距离通信网络的理想传输介质。在实验室研究、下一代短距离光传输系统、智能网络、办公自动化和工业控制等通信网的数据传输中具有重要的地位和广阔的开发应用前景。