光纖通信是近代信息傳輸技術(shù)革命的標志，自從1977年美國加利福尼亞州通用電話(huà)公司安裝第一臺光纖通信之后，至今世界各國已普通使用。目前隨著(zhù)以光纖入戶(hù)（FTTH）為代表的高速多媒體構想正在變?yōu)楝F實(shí)，塑料光纖以其質(zhì)輕、柔韌性好和連接容易等優(yōu)點(diǎn)更倍受重視。然而塑料光纖損耗較大的缺點(diǎn)限制了它在通信系統中的廣泛應用。在本文中，我們針對降低塑料光纖損耗作了初步研究。
2塑料光纖損耗分析造成塑料光纖損耗的因素很多，主要包括塑料光纖材料本身的固有因素（本征損耗）和光纖加工技術(shù)不完善等造成的外在因素，詳見(jiàn)表1.其中本征損耗是由材料本身所引起的，決定著(zhù)該塑料光纖的損耗下限；而外在因素則可以通過(guò)改進(jìn)工藝來(lái)降低或消除|1.塑料光纖總損耗等于表1中各因素的損耗之和，其中最主要的損耗是C+H鍵諧波吸收。
表1塑料光纖的光損耗因素本征損耗外因損耗吸收散射吸收散射C一H諧波電子轉移瑞利散射過(guò)渡金屬離子有機雜質(zhì)塵埃和氣泡；芯徑波動(dòng)芯-包層界面缺陷方位雙折射針對以上塑料光纖損耗分析，我們研究了不同引發(fā)劑、加入抗氧性單體和包層工藝對PMMA階躍型塑料光纖損耗的影響3引發(fā)劑對塑料光纖損耗的影響聚合反應所采用的一般引發(fā)劑使高分子鏈端帶入雜質(zhì)端基使塑料光纖損耗增加?？紤]到這種損耗因素，我們嘗試采用新型含氟自由基引發(fā)劑制備光纖材料來(lái)降低塑料光纖損耗。
我們分別利用含氟自由基和過(guò)氧化二苯甲酰（BPO）引發(fā)聚合MMA制備PMMA，用有機硅樹(shù)脂溶劑涂覆法進(jìn)行包層，所制備的塑料光纖透光率（m長(cháng)，650nm）分別為77. 6%.本課題組范明海分別利用含氟自由基和偶氮二異丁腈引發(fā)MMA制備PMMA材料，制成塑料光纖|21，其損耗如，最低損耗分別為310dB/km和SSklB/km很明顯，含氟自由基提高了PMMA純度，降低了PMMA塑料光纖損耗。
在以過(guò)氧化二苯甲酰（BPO）引發(fā)MMA聚合過(guò)程中，BPO先分解形成苯自由基，然后自由基引發(fā)單體生成單體自由基，繼續反應就形成高分子長(cháng)鏈，其化學(xué)反應式如。從上述反應式來(lái)看，使用一般的引發(fā)劑不可避免地要在大分子鏈端引入引發(fā)劑的端基，從而增大PMMA的光損耗。
含氟自由基是用電子加速器加速電子于室溫下照射全氟有機化合物（典型為全氟化烷烴）而得到的含氟自由基。含氟自由基在室溫下可以長(cháng)期保持活性，而且引發(fā)聚合后沉淀于反應容器底部，可以回收反復使用，是一種具有較大應用前景的新型引發(fā)劑|31.含氟自由基引發(fā)MMA的化學(xué)反應式如，首先過(guò)氧化含氟自由基在氮氣作用下轉換為含氟自由基，含氟自由基與MMA形成電荷轉移絡(luò )合物（CTC），CTC分解而成的引發(fā)自由基引發(fā)單體進(jìn)行聚合反應，產(chǎn)生PMMA聚合物從中BPO引發(fā)MMA的反應式和中含氟自由基引發(fā)MMA的化學(xué)反應式可以看到，前者反應時(shí)最終大分子鏈端存在苯環(huán)端基，而含氟自由基引發(fā)MMA聚合反應時(shí)，大分子鏈端則不存在引發(fā)劑端基，即可避免端基的光吸收損耗。因此利用這一原理，我們就得到了純度更高、光損耗更低的塑料光纖用PMMA芯材。
4抗氧單體對塑料光纖損耗的影響我們知道聚合物在高溫時(shí)接觸氧氣會(huì )發(fā)生氧化降解。變黃等現象。在PMMA擠出成纖過(guò)程中接觸氧氣也會(huì )發(fā)生該現象，導致所制備的塑料光纖損耗增加。柔韌性降低。因此塑料光纖的生產(chǎn)過(guò)程中必須排除氧氣的干擾，需要在生產(chǎn)全過(guò)程用惰性氣體對聚合物材料進(jìn)行保護；或在聚合物中加入對塑料光纖損耗影響不大的抗氧性單體，改善聚合物材料本身抗氧性。
為PMMA的紅外光譜。我們所選用的一種透光率與PMMA相似的抗氧性單體，其紅外光譜見(jiàn)。
抗氧性單體聚合物紅外光譜囹數）抗氧性單體合成三元共聚物，并制備成塑料光纖（1m長(cháng)、有機硅涂層）其透光率（650nm）見(jiàn)表2可以發(fā)現，抗氧性單體顯著(zhù)提高了塑料光纖的透光率。主要因為抗氧性單體降低了聚合物合成、擠出拉絲過(guò)程中氧氣對聚合物氧化降解作用，從而提高了聚合物的透明性。同時(shí)也說(shuō)明塑料光纖的生產(chǎn)過(guò)程中必須排除氧氣干擾。
表2抗氧性單體對塑料光纖透光率的影響抗氧性單體含量（%質(zhì)量分數）透光率（％）5包層材料與包層工藝對塑料光纖損耗的影響對于階躍型塑料光纖，其芯材外周需要涂覆一層折射率比芯材低的透明樹(shù)脂材料。包層材料與包層工藝對塑料光纖損耗的影響非常大。目前塑料光纖的包層方法主要有溶劑涂覆法、紫外光固化涂覆法、共擠涂覆法等141.我們研究了不同涂覆法對塑料光纖損耗的影響，在我們的實(shí)驗中主要選擇這樣幾種材料：用透明的有機硅（n= 1.40）的乙醇溶液進(jìn)行溶劑涂覆；用低折射率的氟化丙烯酸酯的預聚物（n= 1.41）進(jìn)行紫外光涂覆|6|；用氟樹(shù)脂“=1.3~1.41）進(jìn)行共擠涂覆。
這3種涂覆法制備的塑料光纖性能見(jiàn)表3.這里塑料光纖損耗是用截斷法測量，透光率測量所用光纖長(cháng)1m，波長(cháng)為650mm可以發(fā)現，溶劑涂覆法的性能最差，這因為溶劑的揮發(fā)會(huì )造成塑料光纖芯材與包層之間產(chǎn)生微小的氣隙，導致光纖的散射與漏光，從而增加光纖損耗；紫外光固化涂層雖然沒(méi)有溶劑的揮發(fā)問(wèn)題，但它是在芯材擠出后再涂覆的，在涂覆前氧氣必然對芯材產(chǎn)生氧化，同時(shí)還可能粘上灰塵，也會(huì )增加光纖的損耗；共擠涂覆法是與光纖芯材擠出同步進(jìn)行的，沒(méi)有以上兩種方法所存在的問(wèn)題，所以制備的塑料光纖損耗最低。最后，我們通過(guò)調整配方，優(yōu)化工藝制備出最低損耗為192dB/km（650nm）的低損耗塑料光纖。
涂覆法透光率（％）有機硅溶劑涂覆紫外光固化涂覆共擠氟樹(shù)脂涂覆6結論通過(guò)我們的實(shí)驗研究，發(fā)現通過(guò)含氟自由基引發(fā)的MMA聚合反應，能明顯地降低塑料光纖損耗；同時(shí)通過(guò)加入抗氧性單體，減少了氧氣對塑料光纖的氧化，提高了塑料光纖的透光性；而選擇共擠氟樹(shù)脂包層，則解決了光纖的漏光和氧化的問(wèn)題。
通過(guò)采用以上這些材料和工藝，我們制備出了最低損耗為192dB/km的塑料光纖，與國外同類(lèi)產(chǎn)品損耗水平（200dB/km左右）相當。
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