[发明专利]一种h-GI-POF光导纤维及其制备方法

说明书

本发明属于光纤技术领域，具体涉及一种h‑GI‑POF光导纤维及其制备方法。本申请的h‑GI‑POF光导纤维是一种六阶跃指数h‑GI‑POF的结构，内芯层由5种全氟二氧杂环戊烷共聚物组成，内芯层的折光指数逐渐减小，皮层是单层结构，其折光指数比任何一个内芯层小，使其制得的光导纤维的透明率达到98%以上，玻璃转化温度Tg超过100℃，适用于超高速通信；与现有技术的SI‑POF相比，本发明因使用了6层芯材，而且每一芯层都是渐变折光指数，使得入射光线传输延时比普通SI‑POF更短，信号传输带宽更大，传输速度更快。

技术领域

本发明属于光纤技术领域，具体涉及一种h-GI-POF光导纤维及其制备方法。

背景技术

光导纤维（optical fiber）一般是指一种能够传导光波和各种光信号的，透明的，几微米到几百微米直径的纤维。

传统光纤通常被用在光通讯里长距离传输信号，它的信号传输速度远大于金属电缆和电线的信号传输速度，因此光纤能取代金属线缆。而另一个决定光纤取代金属线缆的因素是光纤对传输信号的损耗很小；光纤不会受到类似严重困扰金属电线的电磁干扰所影响。从结构上来说典型的光纤是一个光指数稍高的、透明的芯层(core)外包一个折光指数稍低的皮层(cladding)，形成能对入射光线全反射的结构，因为全反射，使得光线信号就被限制在光纤里传输。允许多种入射光线传输路径的光纤称作多模光纤（MMF），反之只能允许一种路径的叫单模光纤（SMF）。多模光纤（MMF）的芯层通常是直径50μm的大芯，用于短程通信；单模光纤（SMF）一般芯层直径为8-10μm，通常用于远程（2000m）通信。

光纤通信的一个值得注意的事项是尽可能地减少光纤之间的联接，即连接要紧密，方便，以减少由此带来的光损耗。玻璃光纤以其优良的性能而被广泛用于长距离高速通信系统，但玻璃光纤的联接比金属电缆的联接要复杂得多，由于玻璃光纤（GOF）截面细小，导致其联接损耗尤为重要和复杂，且在需要永久联接的用途中，通常要用机械方式将玻璃光纤熔接在一起；且玻璃光纤（GOF）非常容易折断，特别是在运营和安装过程时弯曲转角动作中，目前常使用接头联接来解决此问题，但这又增加玻璃光纤的运营成本。这两个缺点使得玻璃光纤在现代高速网络、数据通信上的末端应用受阻，因此人们还必须使用金属线或同轴电缆来进行短距离的联接，如光纤入户（FTTH），智能车，办公室内，大楼内通信等。金属电缆的超低速度就是现代高速通信的瓶颈。

多年来科研人员一直致力于开发更柔软更高速的高聚合物光纤来替代金属电缆。从上世纪60年代科学家证实了高聚合物光纤（POF，或高分子塑料光纤）在现代信号通讯领域中的重要作用以来，POF在现代信号通讯领域中的应用越来越多，特别是在LAN，数据中心，大飞机制造，智能汽车，智能家居，游戏娱乐，医疗等等。POF可以与GOF合作，取代金属导线形成真正的高速通信网络。近代高聚合物光纤通常是使用聚苯乙烯（PS）或聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）作为芯材，皮层是由折光指数低些的聚合物制成，形成阶跃式的聚合物光纤（SI-POF）。PMMA的透明度很高而且防水，适用于短程的光通讯。虽然这些光纤的成本低，但是其光损耗及传输速度方面的缺陷极大地限制了其取代金属电缆电线的可能性。因此，开发用于超高速通信的聚合物光纤具有广泛的潜在市场需求。

发明内容

为了解决现有的玻璃光纤芯径小，联接复杂，成本高，而金属电缆的通信速度超低等问题，本发明提供一种h-GI-POF光导纤维及其制备方法。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种h-GI-POF光导纤维的制备方法，

S1：制备六种不同折光指数的高聚合物；

S101：往反应釜中加入n摩尔单体M8A：全氟-2-甲基-4，5-甲醚基-1，3-二氧戊环烷、m摩尔单体M8C：全氟-2-甲基-4-乙基-1，3-二氧戊环烷、引发剂，其中n：m=20-95:5-80；

S102：搅拌并通入氮气进行清洗，清洗完成后反应釜减压加热进行聚合反应；