[发明专利]一种耐高温超高速通信用全氟高聚光纤及其制备方法

说明书

本发明属于全氟高聚合物以及制成的高聚(物)光纤技术领域。具体涉及一种耐高温超高速通信用全氟高聚光纤及其制备方法。本发明的超高速通信用高聚光纤与传统的塑料光纤(SI‑POF)有所不同，在于本发明具有渐变折光指数分布，同时具有耐高温环境使用特性。与现有技术的SI‑POF相比，本发明高聚光纤可以使用玻璃光纤相同的运行波长，可以与玻璃光纤形成超高速通信全光网络；而且比普通SI‑POF信号传输带宽更大，传输速度更快；该高聚光纤的透明率达到98％以上，玻璃转化温度Tg超过140℃，远超绝大部分普通的塑料光纤、高聚光纤，适用于更广的使用环境条件。

技术领域

本发明属于光纤技术领域，涉及高聚光纤，具体涉及一种超高速通信用高聚光纤及其制备方法。

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导光纤维。

传统光纤通常是玻璃光纤，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，因此玻璃光纤在此应用场景下能取代金属线缆。而另一个决定光纤取代金属线缆的因素是玻璃光纤对传输信号的损耗很小；玻璃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玻璃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芯层里传输。

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，但玻璃光纤的连接比金属电缆的连接要复杂得多，而且由于玻璃光纤(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，目前常使用接头连接来解决此问题，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，如光纤各类短程场景(FTTx)，智能驾驶，楼内通信等。金属电缆的超低速度及泄密问题就是现代超高速通信网络的瓶颈。

多年来科研人员一直致力于开发更柔软，更高速的塑料光纤来替代金属电缆。从上世纪60年代科学家证实了塑料光纤(POF)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协作，取代金属导线，形成真正的高速通信网络。

近代塑料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，形成突变式的塑料光纤(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(特别是在玻璃光纤的运行波长850nm)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以及和玻璃光纤耦合的可能性。同时，这些塑料光纤的耐温在100℃以下，因为其玻璃转化温度低于100℃。

因此，开发用于超高速通信的耐高温高聚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连接复杂，成本高，容易折断等缺陷，而金属电缆的通信速度超低，同时塑料光纤耐温能力低，光损耗过大，无法使用玻璃光纤的运行波长等问题，本发明提供一种新型全氟高聚合物，用于超高速通信用，耐高温的高聚光纤及其制备方法。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种新型全氟、高玻璃转化温度的全氟高聚合物的合成方案，及超高速通信用高聚光纤的制备方法，包括以下步骤：

S1：全氟高聚物F的制备：

S101：往反应釜中加入单体M8E：全氟-3-亚甲基-2,4-二氧杂双环[4,3,0]壬烷，然后加入引发剂；

S102：搅拌S101得到的混合物并通入氮气进行清洗，清洗完成后，将反应釜加热，进行聚合反应，得到反应物；