降低塑料光纤传输损耗 来自蜘蛛网的结构变革

　　燕山大学信息科学与工程学院——于荣金：与石英光纤相比，塑料光纤的主要问题是传输损耗大，采用蜘蛛网结构包层空芯布拉格光纤，可以极大地降低塑料光纤光纤损耗，从根本上解决了塑料光纤损耗大的问题。在此基础上，充分利用塑料光纤柔软、易弯曲的优点，可以实现光的所有波段信息和能量的低损耗传输，新一代塑料光纤将成为普遍和大量应用的光纤。

　　从十九世纪开始，人们就知道以全内反射机理来制作光的传输元件。因此，利用光纤芯区材料折射率大于包层材料折射率在其界面形成全内反射来传输光有其悠久的历史和深刻的物理内涵。但另一种传光机理也在1978年提出来，即利用布拉格反射，可以在芯区折射率小于包层介质折射率的光纤中得到无损耗束缚传播。但几年后被人否定，之后无多少人过问。空芯布拉格光纤和空芯光子带隙光纤，直到1999年才从实验上作了第一次演示。

　　与石英玻璃材料相比，塑料的重要优势是它的柔软性。塑料的弹性极限高，可以制作直径在1mm以上柔软的光纤。而石英玻璃只有在很小直径才能保持光纤的柔软性。石英玻璃固有的脆性需要对易碎的芯-包层结构加一个富有弹性的塑料涂层，以保护它的表面，并防止格里菲思裂纹扩展和顺向断裂。因而在石英光纤包层上加一个塑料涂层(第3层)，已成为一根石英裸光纤的基本组成部分。

　　采用蜘蛛网结构包层空芯布拉格光纤，可以极大地降低塑料光纤光纤损耗，从根本上解决了塑料光纤损耗大的问题