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塑料光纤科研动态
发表时间:10-3-29 16:55 作者:none 浏览次数:1875 来源:
国内外POF的研究历程及现状
聚合物光纤的研究始于二十世纪60年代。1964年美国杜邦公司首先研制成功聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)为芯的聚合物光纤,并很快商业化,当时传输的可见光损耗是1000dB/Km1974年日本三菱人造丝公司以PMMA或聚苯乙烯(PS)为芯材、氟塑料为包层开发出聚合物光纤,其最小衰减为3500dB/Km,并申请了芯-包层塑料光波导专利。同年又申请了一种高层丙烯酸酯的连续拉丝工艺专利,这种工艺后来被用于发展Eska光纤(一种以PMMA纤芯,聚氟化丙烯酸酯为包层的聚合物光纤)的生产。
80年代日本的一些大企业和大学对低损耗聚合物光纤的制备技术进行了大量的研究。1980年三菱公司以高纯MMA单体聚合PMMA,使聚合物光纤损耗降到100~200dB/Km; 1983年日本NTT公司Ibaraki实验室将氘(D)取代PMMA中的H原子,使光损耗降到200dB /Km,可传送从可见光到近红外范围的光波。
1990年,日本庆应大学的小池康博研制出带宽为3GHz·Km的折射率梯度型GI(Graded index)聚合物光纤,并被广泛认为是目前高速多媒体时代光纤入户的最佳光通信介质。美国已用GI型聚合物光纤建立了光纤入户的高速通信实验网络。
1993年日本由POF制造商和用户联合成立了高速聚合物光纤网协会(High speed Plastic Network Consortium, HSPC,以共同推动新型POF材料的开发、制造和应用。1994年美国也组成了高速聚合物光纤网协会,并在高速通讯网中应用了GIPOF产品。
1994年,庆应大学佐佐木等报道,他们研发出了聚合物光纤放大器。美国使用GIPOF建立高速通讯网络,并组合了HSPN协议。
1995年,日本庆应大学和神奈川科学技术院合作研制出一种氟化的低损耗、高带宽GI型聚合物光纤,这种光纤在600~1300 nm波长范围内没有明显的损耗峰,理论最低损耗值为0.4dB/km。用它可以将10Gb/s速率的信号传输1km以上距离。这表明聚合物光纤的传输性能正逐步接近石英光纤。同年,日本成立聚合物光纤协会。日本NEC公司的山崎用650nmLD100 m的小数值孔径的阶跃折射率分布聚合物光纤上进行了155Mbit/s的实验。
1997年,日本NEC公司山崎进行了155Mbit/s ATMLAN实验。
1998年,在光纤国际会议上,日本硝子玻璃珠式会社报道了氟化聚合物光纤的损耗值:在650~1300nm波长时小于100dB/Km,在850~1300nm时约为50dB/Km, 且有望进一步降低;其带宽为300~500MHz·Km,理论带宽可达10GHz·Km。该聚合物光纤的稳定工作温度范围为-40~90
目前日本是世界上PMMA塑料光纤做得最好的国家,其“三菱”生产的塑料光纤衰减为167 dB /km,“东丽”为 176dB/km
国内用于光信息传输的低损耗塑料光纤主要依靠进口,为迎接二十一世纪光进铜退通信产业的大发展,发展我国自主知识产权的聚合物光纤技术,建立研究和开发队伍,形成产业已显得非常必要。从二十世纪80年代起,有许多单位对塑料光纤进行了一系列的研究和生产开发,其中主要有中科院西安光机所、原电子工业部第二十三研究所、北京玻璃研究所、武汉邮电科学院、天津纺织工学院、南京玻璃纤维研究院和西安交通大学、燕山大学、东华大学等。但国内研究开发的塑料光纤在损耗、柔韧性和稳定性上与日本的相比,还存在较大差距。国产聚合物光纤大多用在装潢照明及部分传感器上,很少直接用到光通信领域。
目前国内能大批量生产低损耗塑料光纤与光缆的企业主要有四川汇源塑料光纤有限公司南京春辉科技实业有限公司江西大圣塑料光纤有限公司等。其中四川汇源塑料光纤有限公司2000年开始通过自主研发光纤原料、制造设备与生产工艺,于2003年国内首家成功实现低损耗PMMA塑料光纤的规模生产。并在此基础上,承担完成了国家科技部的科技攻关任务和国家发改委的产业化升级项目,成功实现了塑料光纤用PMMA芯料和氟树脂包层料的自主生产,产品达到了国际同类产品的先进水平,填补了国内空白,打破了国外垄断,使日本东丽三菱等公司的塑料光纤(POF)在中国的市场占有率和销售价格大幅下降。为了促进中国塑料光纤行业的发展,四川汇源塑料光纤有限公司2004年受信息产业部授权,承担制订了通信用塑料光纤”(YD/T 1447-2006)国家通信行业标准。