一種管狀空芯塑料光纖的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種管狀空芯塑料光纖，其包括一本體，本體設(shè)置包覆層、過(guò)渡層與空芯層；空芯層空置；按預(yù)設(shè)比例設(shè)置過(guò)渡層的厚度與包覆層的厚度；并且，管狀空芯塑料光纖為空心管狀結(jié)構(gòu)，其具有圓形截面主體；圓形截面主體包括三個(gè)同心圓。本實(shí)用新型采用空心設(shè)計(jì)，大大降低了光信號(hào)的傳輸衰減，突破了塑料光纖只能傳輸可見(jiàn)光的限制，可以實(shí)現(xiàn)全光譜光傳輸，并且完全兼容現(xiàn)有光纖系統(tǒng)使用，生產(chǎn)成本下降，易于產(chǎn)業(yè)化，并且傳輸?shù)木嚯x更遠(yuǎn)，傳輸?shù)乃俾矢?，克服了現(xiàn)有階躍式塑料光纖的不足，不僅可完全替代現(xiàn)有的通信級(jí)別階躍式塑料光纖，而且還能替代銅網(wǎng)絡(luò)線(xiàn)，達(dá)到節(jié)省銅資源、節(jié)能環(huán)保的效果和目的，具有很高的市場(chǎng)應(yīng)用價(jià)值。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種管狀空芯塑料光纖

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及LED照明，尤其涉及的是，一種管狀空芯塑料光纖。

【背景技術(shù)】
[0002] 塑料光纖（Plastic Optical Fiber，P0F)，也稱(chēng)聚合物光纖、高聚物光纖，是由高折 射率的透明聚合物芯層與低折射率的透明聚合物包覆層組成，尤其適合制成通信用塑料光 纖使用，它是最近二十年發(fā)展起來(lái)的一種采用高透明聚合物材料制造的光導(dǎo)纖維，是使用 高分子材料制成的低碳環(huán)保產(chǎn)品，在信息傳輸領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用需求，被列入了國(guó)家《新 材料產(chǎn)業(yè)"十二五"發(fā)展規(guī)劃》，其行業(yè)發(fā)展方向完全符合國(guó)家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向。光 纜一般是指有外包護(hù)套的成品線(xiàn)纜，光纖一般是指光纜內(nèi)用于傳輸?shù)睦w芯，但有人也把光 纜稱(chēng)為光纖。
[0003] 通信用塑料光纖的芯通常由俗稱(chēng)亞克力的高分子材料 PMMA(polymethylmethacrylate，聚甲基丙稀酸甲酯）制成的，是一種新型的光波導(dǎo)光纖。 這種光纖柔韌性好、芯徑較大、對(duì)接容易，帶寬較高，可滿(mǎn)足高速寬帶網(wǎng)、駐地網(wǎng)、多媒體網(wǎng) 絡(luò)發(fā)展的迫切需要，可在網(wǎng)絡(luò)末端替代目前廣泛使用的銅網(wǎng)線(xiàn)，并與主干石英光纖配合建 設(shè)全光網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)選介質(zhì)。塑料光纖已經(jīng)成為全光網(wǎng)絡(luò)、物聯(lián)網(wǎng)、傳感器、互聯(lián)、飛機(jī)、醫(yī)療、家 庭智能網(wǎng)絡(luò)、工業(yè)控制系統(tǒng)及裝飾照明等應(yīng)用領(lǐng)域中的新材料、新工藝、新產(chǎn)品，具有廣闊 的應(yīng)用前景。
[0004] 光電子技術(shù)是未來(lái)信息產(chǎn)業(yè)的核心技術(shù)之一，通信級(jí)塑料光纖作為光電子應(yīng)用的 重要組成部分，其應(yīng)用系統(tǒng)具有不怕震動(dòng)、可靠性高、抗電磁干擾等特點(diǎn)，特別是在汽車(chē)網(wǎng) 絡(luò)、工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)和國(guó)防軍工等領(lǐng)域具有獨(dú)特的應(yīng)用前景，未來(lái)會(huì)有很大的發(fā)展機(jī)遇。
[0005] 在高磁場(chǎng)高電場(chǎng)的電力系統(tǒng)中，以塑料光纖作為傳輸媒介的信息傳輸系統(tǒng)，因沒(méi) 有電磁干擾，具有傳輸數(shù)據(jù)可靠性高、穩(wěn)定性好、實(shí)時(shí)性強(qiáng)、容量大、成本低、易施工等特點(diǎn)， 即便在雷電多發(fā)區(qū)域等特殊環(huán)境中，也能夠全面支持電力行業(yè)用電數(shù)據(jù)信息采集系統(tǒng)、智 能變電站、電力視頻監(jiān)控等業(yè)務(wù)場(chǎng)景的應(yīng)用，在短距離通信領(lǐng)域等方面具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)和較 強(qiáng)的應(yīng)用價(jià)值。
[0006] 在工業(yè)控制系統(tǒng)中，塑料光纖更是大有用武之地。P0F可全面應(yīng)用在工業(yè)以太網(wǎng)、 集中式控制設(shè)備集群、自動(dòng)化機(jī)床、自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)、使用各種控制協(xié)議的設(shè)備如RS-232、 RS-422、RS-485、can總線(xiàn)、bus總線(xiàn)中。工業(yè)企業(yè)和生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，惡劣的電磁干擾環(huán)境對(duì)各類(lèi) 控制用銅導(dǎo)線(xiàn)會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的影響，如何避免這種影響一直是工業(yè)控制行業(yè)的困擾，而塑料 光纖沒(méi)有電磁干擾問(wèn)題，恰好解決了這一點(diǎn)，從而保證控制信息傳輸過(guò)程實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確、可靠、 安全、穩(wěn)定。
[0007] 塑料光纖已在汽車(chē)產(chǎn)業(yè)中得到了應(yīng)用。因?yàn)槠?chē)產(chǎn)業(yè)是一個(gè)國(guó)家工業(yè)的脊梁，它 不僅代表了一個(gè)國(guó)家的工業(yè)發(fā)達(dá)程度，而且也表明了科技應(yīng)用的水平?，F(xiàn)代的汽車(chē)產(chǎn)業(yè)中 采用了大量的新工藝、新材料、新技術(shù)和新方法。塑料光纖現(xiàn)已經(jīng)被應(yīng)用于高檔豪華汽車(chē) 上面，目前已被 BMW、Daimler Chrysler、Audi、VW、Land Rover、Saab、Fiat、Mitsubishi、 Jaguar、Volvo、Hyundai和Porsche等50多種車(chē)型采用，主要使用在車(chē)載多媒體娛樂(lè)系統(tǒng)、 GPS、車(chē)載電話(huà)、車(chē)載資訊設(shè)備、倒車(chē)可視雷達(dá)等等。
[0008] 并且，塑料光纖在軍事通信上具有明顯的優(yōu)勢(shì)。柔軟輕便、抗震動(dòng)抗干擾能力強(qiáng)、 無(wú)需任何專(zhuān)業(yè)的工具與輔助材料而快速連接，這些特點(diǎn)特別適合戰(zhàn)地移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)、軍事保密 網(wǎng)絡(luò)、軍事指揮網(wǎng)絡(luò)、軍事裝備的通訊連接網(wǎng)絡(luò)，因此塑料光纖正在被一些發(fā)達(dá)國(guó)家開(kāi)發(fā)用 于軍事機(jī)載設(shè)備、軍用戰(zhàn)車(chē)、艦船、飛行器、士兵穿戴式的輕型電腦系統(tǒng)、頭盔顯示器等場(chǎng) 合。我們相信，在不久的未來(lái)，塑料光纖必定在我國(guó)的軍事領(lǐng)域中被廣泛應(yīng)用。
[0009] 塑料光纖是一種新型的網(wǎng)絡(luò)傳輸媒介，這種光纖既有石英光纖的大容量、高帶寬 優(yōu)點(diǎn)，又能像銅網(wǎng)絡(luò)電纜那樣連接方便，而且便宜易安裝。塑料光纖的芯徑一般為〇. 75? 1毫米，比石英光纖粗很多，因此光纖對(duì)接要求不會(huì)像石英光纖那么精密和嚴(yán)格。
[0010] 塑料光纖的研制是近三十年來(lái)的事情，國(guó)外最早是美國(guó)杜邦公司在上世紀(jì)七十年 代開(kāi)始研究。八十年代，日本三菱公司開(kāi)發(fā)出可用于通信領(lǐng)域的PMMA(聚甲基丙稀酸甲酯） 塑料光纖，其光信號(hào)損耗參數(shù)（衰減系數(shù)）已經(jīng)小于200dB/km，日本的東麗公司（T0RAY)和 旭硝子公司（Asahi Glass)也先后開(kāi)發(fā)出通信級(jí)別的塑料光纖。日本的三家企業(yè)，基本控制 了世界市場(chǎng)的80%以上，目前光纖原材料和成品光纜的生產(chǎn)主要由日本企業(yè)壟斷。衰減系 數(shù)是指光在通過(guò)光纖時(shí)的衰減程度，一般以dB/km作為單位，階躍式通信級(jí)別的塑料光纖 衰減一般要求越小越好，最好能夠小于200dB/km。
[0011] 國(guó)內(nèi)在2000年后才開(kāi)始研發(fā)生產(chǎn)塑料光纖，現(xiàn)有江西大圣塑料光纖公司、四川匯 源科技公司、安徽中熹科技公司及內(nèi)蒙古金三角科技公司開(kāi)發(fā)并生產(chǎn)出PMMA塑料光纖，其 衰減系數(shù)已小于或接近200dB/km。在產(chǎn)品的質(zhì)量上還與日本產(chǎn)品有一定的差距。
[0012] 由于塑料光纖具有直徑大、柔韌性好、密度小、在可見(jiàn)光區(qū)有低損耗窗口、成本及 加工費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)而在光照明、裝飾裝璜、傳感器、局域網(wǎng)、汽車(chē)控制系統(tǒng)等領(lǐng)域逐漸得到 廣泛應(yīng)用。現(xiàn)有塑料光纖主要是階躍式塑料光纖，其也稱(chēng)為SI塑料光纖（SIP0F)。此種光 纖的芯材料和包覆層材料為均勻分布，它們的折射率都是固定常量。芯折射率大于包覆層 折射率，兩者交界處材料折射率是突變的，故此稱(chēng)為突變式也稱(chēng)為階躍式塑料光纖。這種光 纖是塑料光纖中現(xiàn)被大量使用和普及的，是塑料光纖真正應(yīng)用的代表。單芯光纜的結(jié)構(gòu)如 圖1所示，其包括光纖芯層（Core) 101、包覆層（Clad) 102及外護(hù)套層（Jacket) 103。光在 塑料光纖的傳輸如圖2所示，光線(xiàn)104的傳輸方向在芯層101以及包覆層102之間折射，階 躍式塑料光纖在傳輸過(guò)程中，光是通過(guò)芯層的材料不斷反射前進(jìn)而到達(dá)接收端。由于芯層 材料的透光率一般只有93%?94%，衰減系數(shù)較大，材料對(duì)光有明顯損耗，因此階躍式塑 料光纖的傳輸距離一般較短，例如，不超過(guò)l〇〇m。造成光纖衰減的主要因素包括本征、彎曲、 擠壓、雜質(zhì)、不均勻和對(duì)接等。
[0013] 塑料光纖具有以下特點(diǎn)：1.抗干擾能力強(qiáng)，塑料光纖抗干擾能力強(qiáng)，無(wú)電磁輻射， 保密性好，通信容量大，使用壽命長(zhǎng)，無(wú)雙絞線(xiàn)的近端串?dāng)_等問(wèn)題。2.重量輕、柔性好、易連 接安裝，由于塑料材質(zhì)本身的特點(diǎn)，使得塑料光纖本身很輕，柔性好、易彎曲、易連接，在建 筑物內(nèi)安裝時(shí)，可根據(jù)實(shí)際要求，現(xiàn)場(chǎng)切斷與連接，工具簡(jiǎn)單，一般人稍加熟悉一下就會(huì)使 用了。安裝連接時(shí)，不需要復(fù)雜的安裝工藝及設(shè)備，塑料光纖兩端沒(méi)有任何接頭，直接插入 光設(shè)備的接口即可，非常容易。3.維護(hù)成本低，由于塑料光纖兩端不用任何連接器件，可直 接剪裁使用，不用像石英光纖那樣一定要專(zhuān)業(yè)人員才可以連接。其次塑料光纖內(nèi)使用的是 波長(zhǎng)650nm可見(jiàn)紅光，其功率很小，對(duì)人體不構(gòu)成任何傷害，檢修人員可直接觀察到光纖內(nèi) 光路的通斷情況，對(duì)故障的查找和判斷極其方便，不用專(zhuān)業(yè)的儀器設(shè)備即可完成，方便快捷 且低成本。4. f禹合性好，塑料光纖比石英光纖粗很多，纖芯一般為0. 75?1mm所以它的f禹合 性很強(qiáng)，通光角度較大，連接時(shí)即使有30 μ m稍許偏差，也不會(huì)給通信造成影響。連接用的 耦合器也很便宜。5.抗振性強(qiáng)，塑料光纖不怕振動(dòng)，可廣泛的使用在交通工具、航海航空器 及具有振動(dòng)的工作環(huán)境中，在汽車(chē)、高速列車(chē)、艦船及飛機(jī)制造中，都可大量應(yīng)用。6.價(jià)格便 宜成本低，節(jié)省銅資源，由于已批量化生產(chǎn)，國(guó)產(chǎn)的百兆塑料光纖價(jià)格已略低于優(yōu)質(zhì)百兆五 類(lèi)雙絞線(xiàn)價(jià)格，且塑料光纖價(jià)格在下降，而銅資源在減少，銅纜價(jià)格在上升。7.衰減為恒量， 650nm塑料光纖的一個(gè)特點(diǎn)是，無(wú)論工作在何種帶寬下，其衰減系數(shù)不變，可預(yù)知其工作狀 態(tài)下的衰減狀況。8.滿(mǎn)足特定場(chǎng)合的要求，在一些特定的場(chǎng)合下，例如易燃易爆的油庫(kù)及 彈藥庫(kù)，高腐蝕的化學(xué)品庫(kù)，潮濕及常積水的礦井，強(qiáng)磁場(chǎng)的變電站及大功率設(shè)備附近的網(wǎng) 絡(luò)，要求保密的軍事、金融等部門(mén)以及對(duì)防雷電要求較高的場(chǎng)合中使用。
[0014] 例如，CN1415982A公開(kāi)了一種氟化包覆層塑料光纖，其在纖芯或塑料光纖外有氟 化包覆層，還提供了氟化包覆層塑料光纖的制造方法，包括備料：制備纖芯或塑料光纖；將 纖芯或塑料光纖放入濃度為〇. 01%?10%的氟化爐，在10?80°C進(jìn)行氟化反應(yīng)2?72h， 則制得氟化包覆層塑料光纖。
[0015] 又如，CN1397810A公開(kāi)了一種塑料光纖及其制造方法，其提供容易使用而且安全、 連接成本低、可進(jìn)行短距離敷設(shè)、在高頻帶的傳輸容量大而且低傳輸損耗的可與玻璃制SM 型光纖相互連接的SM型塑料光纖及其制造方法。是纖芯由實(shí)質(zhì)上沒(méi)有C 一 Η鍵的非晶態(tài) 含氟聚合物構(gòu)成、包覆層由折射率比含氟聚合物要低〇. 〇〇1以上的含氟聚合物構(gòu)成的導(dǎo)波 模式為單模的塑料光纖，是利用熔融擠壓成形或由母材熔融拉絲的塑料光纖制造方法。
[0016] 但是，現(xiàn)有的塑料光纖存在以下缺點(diǎn)：a.實(shí)芯材料結(jié)構(gòu)，光衰減較大，由于階躍式 塑料光纖采用實(shí)心的塑料（聚合物）作光纖芯，其透光率都不理想，造成較大的光衰減，日 本產(chǎn)階躍式塑料光纖的衰減基本上也是150?200dB/km，而國(guó)產(chǎn)階躍式塑料光纖的衰減 基本上是200?250dB/km左右，能夠小于200dB/km的產(chǎn)品很少。這種現(xiàn)象是由于階躍式 塑料光纖實(shí)心結(jié)構(gòu)所致。光線(xiàn)在芯材料中傳導(dǎo)時(shí)，光衰減不會(huì)有本質(zhì)上的突破。b.傳輸距 離不遠(yuǎn)，由于階躍式塑料光纖的衰減較大，即便是通信級(jí)別的產(chǎn)品，一般也就傳輸100米左 右，與現(xiàn)代通信的要求有較大的差距，如果要想解決這一問(wèn)題，必須改變階躍式塑料光纖的 結(jié)構(gòu)。c.傳輸帶寬及速率不高，階躍式塑料光纖的數(shù)據(jù)傳輸速率可達(dá)到100Mb/s*100m，但 更高的速率就很難達(dá)到了。d.不能與石英光纖系統(tǒng)兼容，階躍式塑料光纖只能傳輸可見(jiàn)光， 對(duì)于成熟的石英光纖系統(tǒng)所傳輸?shù)募t外光衰減極大，所以階躍式塑料光纖不能與石英光纖 系統(tǒng)兼容，對(duì)接必須通過(guò)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行，不僅不方便，而且提高了成本。 實(shí)用新型內(nèi)容
[0017] 本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種新的管狀空芯塑料光纖。
[0018] 本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下：一種管狀空芯塑料光纖，其包括一本體，所述本體設(shè) 置包覆層、過(guò)渡層與空芯層；所述空芯層空置；按預(yù)設(shè)比例設(shè)置所述過(guò)渡層的厚度與所述 包覆層的厚度；并且，所述管狀空芯塑料光纖為空心管狀結(jié)構(gòu)，其具有圓形截面主體；所述 圓形截面主體包括三個(gè)同心圓。
[0019] 優(yōu)選的，所述管狀空芯塑料光纖中，所述本體直徑為0. 3至1. 0毫米。
[0020] 優(yōu)選的，所述管狀空芯塑料光纖中，所述包覆層的厚度為10至200微米。
[0021] 優(yōu)選的，所述管狀空芯塑料光纖中，所述過(guò)渡層的厚度為10至200微米。
[0022] 優(yōu)選的，所述管狀空芯塑料光纖中，所述預(yù)設(shè)比例為1至2. 5:1。
[0023] 優(yōu)選的，所述管狀空芯塑料光纖中，所述空芯層的厚度、所述過(guò)渡層的厚度與所述 包覆層的厚度比例為2至8:1至2. 5:1。
[0024] 優(yōu)選的，所述管狀空芯塑料光纖中，所述過(guò)渡層具有環(huán)形截面，其設(shè)置內(nèi)環(huán)與外 環(huán)。
[0025] 優(yōu)選的，所述管狀空芯塑料光纖中，所述內(nèi)環(huán)與所述外環(huán)的厚度比例為1至 1. 3:1。
[0026] 優(yōu)選的，所述管狀空芯塑料光纖中，所述內(nèi)環(huán)與所述外環(huán)之間，還設(shè)置中環(huán)，所述 內(nèi)環(huán)與所述外環(huán)的厚度比例為1至1. 3:1至1. 2:1。
[0027] 優(yōu)選的，所述管狀空芯塑料光纖中，還包括至少一保護(hù)層，其厚度為0. 3至2. 3毫 米。
[0028] 采用上述方案，本實(shí)用新型采用空心設(shè)計(jì)，大大降低了光信號(hào)的傳輸衰減，突破了 塑料光纖只能傳輸可見(jiàn)光的限制，可以實(shí)現(xiàn)全光譜光傳輸，并且完全兼容現(xiàn)有光纖系統(tǒng)使 用，并且傳輸?shù)木嚯x更遠(yuǎn)，傳輸?shù)乃俾矢?，具有很高的市?chǎng)應(yīng)用價(jià)值。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0029] 圖1為現(xiàn)有技術(shù)的塑料光纖結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030] 圖2為圖1所示塑料光纖中的光線(xiàn)折射示意圖；
[0031] 圖3為本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的管狀空芯塑料光纖結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032] 圖4為圖3所示實(shí)施例另一方向的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033] 圖5為圖3所示實(shí)施例中的光線(xiàn)折射示意圖；
[0034] 圖6為本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的管狀空芯塑料光纖結(jié)構(gòu)示意圖；
[0035] 圖7為圖6所示實(shí)施例中的光線(xiàn)折射示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0036] 為了便于理解本實(shí)用新型，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行更詳 細(xì)的說(shuō)明。附圖中給出了本實(shí)用新型的較佳的實(shí)施例。但是，本實(shí)用新型可以通過(guò)許多不 同的形式來(lái)實(shí)現(xiàn)，并不限于本說(shuō)明書(shū)所描述的實(shí)施例。相反地，提供這些實(shí)施例的目的是使 對(duì)本實(shí)用新型的公開(kāi)內(nèi)容的理解更加透徹全面。
[0037] 需要說(shuō)明的是，當(dāng)元件被稱(chēng)為"固定于"另一個(gè)元件，它可以直接在另一個(gè)元件上 或者也可以存在居中的元件。當(dāng)一個(gè)元件被認(rèn)為是"連接"另一個(gè)元件，它可以是直接連接 到另一個(gè)元件或者可能同時(shí)存在居中元件。本說(shuō)明書(shū)所使用的術(shù)語(yǔ)"垂直的"、"水平的"、 "左"、"右"以及類(lèi)似的表述只是為了說(shuō)明的目的。
[0038] 除非另有定義，本說(shuō)明書(shū)所使用的所有的技術(shù)和科學(xué)術(shù)語(yǔ)與屬于本實(shí)用新型的技 術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員通常理解的含義相同。本說(shuō)明書(shū)中在本實(shí)用新型的說(shuō)明書(shū)中所使用的術(shù) 語(yǔ)只是為了描述具體的實(shí)施例的目的，不是用于限制本實(shí)用新型。本說(shuō)明書(shū)所使用的術(shù)語(yǔ) "和/或"包括一個(gè)或多個(gè)相關(guān)的所列項(xiàng)目的任意的和所有的組合。
[0039] 為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型是在成熟的階躍式塑料光纖生產(chǎn)技術(shù)基礎(chǔ) 上，研發(fā)了一種全新管狀結(jié)構(gòu)的管狀空芯塑料光纖。該實(shí)用新型引用了光波導(dǎo)原理，利用光 線(xiàn)折射和全反射的特性，讓光線(xiàn)在空氣中傳導(dǎo)，使光衰減呈現(xiàn)最小化狀態(tài)，提高光纖的傳輸 距離及帶寬，并使生產(chǎn)成本下降，達(dá)到產(chǎn)業(yè)化的目的。該實(shí)用新型的出發(fā)點(diǎn)是改變階躍式塑 料光纖結(jié)構(gòu)，引入空心概念，使傳輸?shù)墓饩€(xiàn)在空氣中通過(guò)，不僅解決了階躍式塑料光纖的前 述缺點(diǎn)與不足，解決了產(chǎn)業(yè)化的問(wèn)題。這種方案即能在保持塑料光纖獨(dú)特性的前提下，又與 石英光纖系統(tǒng)較好的兼容，使用起來(lái)更簡(jiǎn)單、更方便。以塑料光纖技術(shù)的創(chuàng)新形式，達(dá)到塑 料光纖大量推廣和應(yīng)用的目的。
[0040] 例如，本實(shí)用新型的一種管狀空芯塑料光纖的結(jié)構(gòu)如圖3所示，即光纖的橫向剖 面示意圖，其縱向剖面圖如圖4所示，該光纖中間為空心結(jié)構(gòu)，其形狀為管狀。光纖由兩 種介質(zhì)組成，其外側(cè)為包覆層，主要是氟材料或氟化聚合物，內(nèi)側(cè)為過(guò)渡層，主要由PMMA、 PC(Poly_Carbonate，聚碳酸酯）、PS(Poly_Styrene，聚苯乙烯）與包覆層配對(duì)而成。如圖3 所示，本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例是，一種管狀空芯塑料光纖，其設(shè)置包覆層203、過(guò)渡層202 與空芯層201 ;所述空芯層空置；即所述管狀空芯塑料光纖中間是空的，這樣，有效地改變 了現(xiàn)有階躍式塑料光纖結(jié)構(gòu)，變實(shí)心結(jié)構(gòu)為空心結(jié)構(gòu)，這樣的空心結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，大大降低了光 信號(hào)的傳輸衰減，突破了塑料光纖只能傳輸可見(jiàn)光的限制，可以實(shí)現(xiàn)全光譜光傳輸，并且完 全兼容現(xiàn)有光纖系統(tǒng)使用；并且，其采用過(guò)渡層與包覆層的雙介質(zhì)反射鏡結(jié)構(gòu)；相對(duì)于透 光率為93%左右的芯層材料，消除了衰減系數(shù)的影響，最大限度地避免了芯層材料對(duì)光的 明顯損耗；優(yōu)選的，所述空芯層為氮?dú)鈱踊蛘吆鈱樱挥秩?，所述空芯層為空氣層，即不?額外處理，這樣成本最低；優(yōu)選的，在使用中，所述空芯層真空設(shè)置；這是理論上可能存在 的最優(yōu)效果，但是成本較高。
[0041] 優(yōu)選的，按預(yù)設(shè)比例設(shè)置所述過(guò)渡層的厚度與所述包覆層的厚度；例如，所述預(yù)設(shè) 比例為1至2. 5:1。優(yōu)選的，所述預(yù)設(shè)比例為1. 8至2. 5:1。例如，所述空芯層、所述過(guò)渡層 與所述包覆層的厚度比例為（2.0至9. 0):(1. 8至2.5): 1。優(yōu)選的，所述空芯層的厚度、所 述過(guò)渡層的厚度與所述包覆層的厚度，三者的比例為（2至8) : (1至2. 5) : 1。例如，所述空 芯層、所述過(guò)渡層與所述包覆層的厚度比例為（3. 6至8) : (1. 8至2. 5) : 1。例如，所述空芯 層、所述過(guò)渡層與所述包覆層的厚度比例為4:2:1。又如，所述空芯層、所述過(guò)渡層與所述 包覆層的厚度比例為5. 6:2. 2:1。例如，所述空芯層具有圓形截面，則其厚度為該圓形的直 徑。又如，所述過(guò)渡層、所述包覆層均為環(huán)形，其厚度為相應(yīng)環(huán)形的外直徑與內(nèi)直徑之差值。
[0042] 并且，如圖3所示，所述管狀空芯塑料光纖為空心管狀結(jié)構(gòu)，其具有圓形截面主 體；所述圓形截面主體包括三個(gè)同心圓；在正常的非受外部施力情況下，或者在僅僅受到 自然重力的情況下，所述管狀空芯塑料光纖具有圓形截面主體；所述圓形截面主體包括三 個(gè)同心圓；并且，最小的一個(gè)同心圓是空心的。其中，最小的一個(gè)同心圓是空芯層201，中間 的一個(gè)同心圓是過(guò)渡層202,最大的一個(gè)同心圓是包覆層203。
[0043] 優(yōu)選的，僅設(shè)置一空芯層。優(yōu)選的，所述空芯層為圓柱體形狀；或者，所述空芯層為 橢圓柱體形狀，其具有橢圓形截面，并且，所述過(guò)渡層具有圓形截面，其包圍所述橢圓形截 面，即所述過(guò)渡層的厚度非均勻設(shè)計(jì)，這樣，對(duì)于折射和反射光路；優(yōu)選的，在所述過(guò)渡層中 設(shè)置兩條加強(qiáng)筋，其設(shè)置于圓形截面與橢圓形截面的橢圓形短軸之間的位置；優(yōu)選的，所述 加強(qiáng)筋的半徑為所述圓形直徑與橢圓形短軸的差值的1/5至1/4?；蛘?，所述過(guò)渡層內(nèi)部 設(shè)置若干夾心層，每一所述夾心層空置；即所述夾心層內(nèi)部是空的；或者，所述過(guò)渡層內(nèi)部 分離設(shè)置若干夾心層，即各夾心層非連通設(shè)置。優(yōu)選的，非連通設(shè)置的各夾心層具有弧形截 面，并且，其圓心與所述空芯層的圓形截面的圓心相重合。優(yōu)選的，所述夾心層的厚度為20 至50微米?；蛘?，優(yōu)選的，所述夾心層內(nèi)部設(shè)置折射率小于所述過(guò)渡層其他材料的材料，所 述其他材料即除了夾心層內(nèi)部材料之外的材料。
[0044] 本實(shí)用新型光纖的工作原理如圖5所示，光源發(fā)出的光線(xiàn)204經(jīng)光纖的端面以注 入模式注入光纖中，經(jīng)過(guò)光纖空心部位，即空芯層201，而進(jìn)入過(guò)渡層202,在過(guò)渡層202與 包覆層203接界處發(fā)生全反射。光從介質(zhì)1射入介質(zhì)2發(fā)生折射時(shí)，入射角0 1與折射角 Θ 2的正弦之比η2/ηι稱(chēng)為介質(zhì)2相對(duì)介質(zhì)1的折射率，8卩"相對(duì)折射率"。因此，"絕對(duì)折射 率"可以看作介質(zhì)相對(duì)真空的折射率。它是表示在兩種介質(zhì)中光速比值的物理量。例如，根 據(jù)折射定律，npin Θ i = n2sin Θ 2，其中，Θ i與Θ 2分別是光在介質(zhì)界面上的入射角和折射 角，兩種介質(zhì)的折射率分別是h與n2。這時(shí)大部分模式的光線(xiàn)，由于符合根據(jù)過(guò)渡層與包 覆層材料折射率數(shù)值而確定的數(shù)值孔徑NA條件，從而在與包覆層交界面上產(chǎn)生全反射。只 要調(diào)整好過(guò)渡層的折射率，讓這些全反射的光線(xiàn)重新進(jìn)入光纖的空心位置。以這種形式不 斷重復(fù)，形成光線(xiàn)在光纖中傳輸?shù)倪^(guò)程。
[0045] 采用本實(shí)用新型各實(shí)施例所述管狀空芯塑料光纖，使用簡(jiǎn)單，成本低廉，無(wú)需連接 頭，隨意剪斷使用，插入即可；這樣，非常有助于打破日本公司的行業(yè)壟斷，建立中國(guó)企業(yè)的 技術(shù)優(yōu)勢(shì)。本實(shí)用新型立意高遠(yuǎn)，解決了產(chǎn)業(yè)急需解決的衰減問(wèn)題，還解決了生產(chǎn)成本與應(yīng) 用問(wèn)題，一舉多得。
[0046] 并且，本實(shí)用新型各實(shí)施例中，所述過(guò)渡層的折射率大于所述包覆層的折射率。由 于光在真空中傳播的速度最大，故其他媒質(zhì)的折射率都大于1。通常的，同一媒質(zhì)對(duì)不同波 長(zhǎng)的光，具有不同的折射率；在對(duì)可見(jiàn)光為透明的媒質(zhì)內(nèi)，折射率常隨波長(zhǎng)的減小而增大， 即紅光的折射率最小，紫光的折射率最大。例如，為了使得進(jìn)入光纖中的多模式光全部反 射，要求過(guò)渡層材料的折射率要大于包覆層材料的折射率。當(dāng)光線(xiàn)從折射率大的介質(zhì)進(jìn)入 折射率小的介質(zhì)時(shí)，根據(jù)折射理論，折射角將大于入射角，當(dāng)入射角Θ i增大時(shí)，折射角也隨 之增大。當(dāng)入射角增大到某一角度時(shí)，折射角〇2 = 90°，折射角為90°時(shí)，對(duì)應(yīng)的入 射角^稱(chēng)為臨界角Θ。。這時(shí)折射定律變?yōu)椋簊in0c/sin9〇° =1^/?，由此推導(dǎo)出sin0c 二％/]^，當(dāng)入射角大于臨界角Θ。時(shí)，g卩θρθ。時(shí)，光由兩種介質(zhì)的界面按θ2= 的角度全部反射回第一種介質(zhì)中，這種現(xiàn)象稱(chēng)為光的全反射。也就是說(shuō)，當(dāng)入射角趨近 臨界角％時(shí)，折射光的強(qiáng)度逐漸減弱，反射光的強(qiáng)度逐漸增大；當(dāng)入射角以非常接近于 臨界角時(shí)，折射光的強(qiáng)度非常弱，反射光的強(qiáng)度接近于入射光的強(qiáng)度；當(dāng)入射角大于 臨界角時(shí)，折射光消失，全反射發(fā)生，光能全部被反射回第一種介質(zhì)中。并且，只有當(dāng)光 從折射率大的介質(zhì)入射到折射率小的介質(zhì)時(shí)，才能產(chǎn)生全反射。例如：當(dāng)光從玻璃入射到空 氣時(shí)能產(chǎn)生全反射，而當(dāng)光從折射率小的空氣入射到折射率大的玻璃時(shí)，就不能產(chǎn)生全反 射現(xiàn)象。這樣，優(yōu)選的，通過(guò)調(diào)整不同雙介質(zhì)的配對(duì)折射率值，可以增強(qiáng)全反射效應(yīng)。
[0047] 優(yōu)選的，根據(jù)不同材料間的匹配性與兼容性，即兩者的折射率和物化性質(zhì)，設(shè)置所 述過(guò)渡層與所述包覆層。不同的雙介質(zhì)組合，需要進(jìn)行匹配和調(diào)整，不僅使兩者的光學(xué)特性 能達(dá)到全反射的匹配要求，即滿(mǎn)足雙介質(zhì)全反射的條件，而且關(guān)聯(lián)到光線(xiàn)通過(guò)過(guò)渡層進(jìn)入 空心部位的參數(shù)要求，同時(shí)還要考慮現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用的成本要求，以此找出最佳匹配組合方案。并 且，為了達(dá)到全反射條件的效果，其生產(chǎn)工藝必須保證過(guò)渡層內(nèi)部表面的精度及光潔度，同 時(shí)減少雙介質(zhì)的交界面材料的相互影響等因素。
[0048] 例如，采用PMMA作為過(guò)渡層材料，其折射率為1. 49,則包覆層材料的折射率必須 滿(mǎn)足小于此值，例如通常玻璃的折射率大于1. 5,則包覆層材料不能選用玻璃；或者，又如， 采用PC作為過(guò)渡層材料，聚碳酸酯在一137?120°C的較寬溫度范圍內(nèi)性能良好，適于戶(hù)外 使用，折射率為1. 586 ;則包覆層材料的折射率小于1. 586即可，優(yōu)選的，過(guò)渡層材料的折射 率比包覆層材料的折射率大〇. 04 ;優(yōu)選的，過(guò)渡層材料的折射率比包覆層材料的折射率大 〇. 1 ;例如，采用折射率低于1. 43的硅酮樹(shù)脂；又如，選用普通材料作為包覆層材料，在其與 過(guò)渡層材料接觸的一面設(shè)置一折射層，例如，在包覆層材料與過(guò)渡層材料接觸的一面設(shè)置 一折射膜或者反射膜；又如，在包覆層材料與過(guò)渡層材料接觸的一面設(shè)置UV固化涂料層， 由于UV固化涂料通常折射率小于1. 4,這樣就可以確保過(guò)渡層材料的折射率大于包覆層材 料的折射率。優(yōu)選的，所述管狀空芯塑料光纖中，所述過(guò)渡層包括聚甲基丙稀酸甲酯、聚碳 酸酯、聚苯乙烯中的一種或多種。例如，所述過(guò)渡層包括聚甲基丙稀酸甲酯，又如，所述過(guò)渡 層包括聚碳酸酯，又如，所述過(guò)渡層包括聚苯乙烯；例如，聚苯乙烯折射率為1. 55至1. 60， PMMA折射率為1. 49,所述過(guò)渡層包括聚苯乙烯，所述包覆層包括聚甲基丙稀酸甲酯；又如， 所述過(guò)渡層包括聚苯乙烯與聚碳酸酯，所述包覆層包括聚甲基丙稀酸甲酯和/或硅酮樹(shù)脂 等。又如，所述過(guò)渡層包括聚甲基丙稀酸甲酯、聚碳酸酯與聚苯乙烯。優(yōu)選的，所述過(guò)渡層 具有圓環(huán)形截面，或者，所述過(guò)渡層具有圓環(huán)形截面本體并且所述圓環(huán)形截面本體上凸出 若干連續(xù)排列的弓形或者半圓形，這種結(jié)構(gòu)有助于增強(qiáng)所述管狀空芯塑料光纖的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定 性，并且不影響所述過(guò)渡層與所述包覆層之間的全反射效果。優(yōu)選的，所述半圓形的半徑為 所述圓環(huán)形截面本體的外環(huán)半徑2%至3%，且各所述半圓形連續(xù)排列，順序連接，均布于 所述圓環(huán)形截面本體的外環(huán)外部。優(yōu)選的，所述過(guò)渡層具有三層圓環(huán)結(jié)構(gòu)，其內(nèi)環(huán)為聚碳酸 酯，中環(huán)為折射率為1.58以下的聚苯乙烯，外環(huán)為聚甲基丙稀酸甲酯。例如，所述內(nèi)環(huán)的 聚碳酸酯、中環(huán)的聚苯乙烯、外環(huán)的聚甲基丙稀酸甲酯的厚度比例為（1. 〇至1. 3) : (1. 0至 1.2):1 ;優(yōu)選的，所述內(nèi)環(huán)的聚碳酸酯、中環(huán)的聚苯乙烯、外環(huán)的聚甲基丙稀酸甲酯的厚度 比例為1.2:1. 1:1，即聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚甲基丙稀酸甲酯的厚度比例為1.2:1. 1:1 ;這 樣，能夠獲得非常好的全反射效果，特別適合產(chǎn)業(yè)應(yīng)用。又如，聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚甲基 丙稀酸甲酯的厚度比例為1:1:1。需要補(bǔ)充說(shuō)明的是，聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚甲基丙稀酸甲 酯和/或硅酮樹(shù)脂等，均為已知折射率的現(xiàn)有材料的應(yīng)用，這些材料不是本實(shí)用新型的發(fā) 明點(diǎn)，本實(shí)用新型僅僅選用這些材料，制造出空心結(jié)構(gòu)的、現(xiàn)有技術(shù)所沒(méi)有的管狀空芯塑料 光纖，發(fā)明點(diǎn)只在于對(duì)于該管狀空芯塑料光纖的形狀與結(jié)構(gòu)的改進(jìn)。
[0049] 優(yōu)選的，所述管狀空芯塑料光纖中，所述本體直徑為0. 3至1. 0毫米，例如，對(duì)于沒(méi) 有保護(hù)層或者保護(hù)套的所述管狀空芯塑料光纖，其直徑為0. 5、0. 6或者0. 8毫米等，即所述 本體直徑為〇. 5、0. 6或者0. 8毫米等；或者，根據(jù)需求光纖的規(guī)格，設(shè)置所述管狀空芯塑料 光纖直徑；這樣，本實(shí)用新型所提供的管狀空芯塑料光纖能夠完全替代現(xiàn)有各種相關(guān)光纖 產(chǎn)品。這里所說(shuō)的直徑是指所述管狀空芯塑料光纖的外徑。優(yōu)選的，所述管狀空芯塑料光 纖中，所述包覆層的厚度為10至200微米，例如，所述包覆層的厚度為16、25、36、55、68、79、 99、126、167、184或198微米等。又如，所述過(guò)渡層的厚度為10至200微米；例如，所述過(guò)渡 層的厚度為 15、28、34、49、64、75、89、96、111、138、146、168、179 或者 199 微米等。優(yōu)選的， 所述管狀空芯塑料光纖中，所述過(guò)渡層的厚度與所述包覆層的厚度按預(yù)設(shè)比例設(shè)置。例如， 所述包覆層的厚度為所述過(guò)渡層的厚度的2至6倍。優(yōu)選的，所述包覆層的厚度為所述過(guò) 渡層的厚度的3. 2至4. 5倍。例如，所述包覆層的厚度為所述過(guò)渡層的厚度的3. 6倍。優(yōu) 選的，所述包覆層外部設(shè)置網(wǎng)狀保護(hù)層，其厚度為10至15微米，采用耐磨塑料制備。優(yōu)選 的，所述網(wǎng)狀保護(hù)層為塑形層，用于在受力后保持一定形狀，以便于安裝與布線(xiàn)。例如，所述 網(wǎng)狀保護(hù)層的網(wǎng)線(xiàn)為金屬絲。例如，所述本體直徑為1.0毫米，所述過(guò)渡層的厚度為100微 米，所述包覆層的厚度為100微米，所述空芯層厚度為800微米。
[0050] 優(yōu)選的，光纖的外徑根據(jù)使用場(chǎng)景不同，其直徑d值為0. 3?1. 0mm，其中包覆層 厚度為10?100 μ m，過(guò)渡層的厚度為10?100 μ m，根據(jù)使用場(chǎng)景要求，兩層介質(zhì)的厚度相 互調(diào)整配對(duì)而定。例如，光纖的直徑為0. 6mm，其中包覆層厚度為0. 36mm，過(guò)渡層的厚度為 0· 12mm，兩者的比例為3:1。如，光纖的直徑為0· 8mm，其中包覆層厚度為0· 4mm，過(guò)渡層的厚 度為0· 2mm,兩者的比例為2:1。
[0051] 優(yōu)選的，所述管狀空芯塑料光纖中，所述包覆層為含氟材料層。優(yōu)選的，所述包覆 層內(nèi)部設(shè)置一夾心層，其設(shè)置為環(huán)形加強(qiáng)筋層，優(yōu)選的，其采用聚碳酸酯（PC)、丙烯晴-丁 二烯-苯乙烯共聚合物（ABS)、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA)材料；優(yōu)選的，所述夾心層還設(shè)置 線(xiàn)形加強(qiáng)筋層。優(yōu)選的，所述夾心層與所述過(guò)渡層非接觸設(shè)置。優(yōu)選的，所述線(xiàn)形加強(qiáng)筋層 內(nèi)部設(shè)置若干金屬絲。優(yōu)選的，所述包覆層的氟含量為1%至2%，所述含量為質(zhì)量百分比。 例如，所述包覆層至少部分設(shè)置CF 4。又如，所述包覆層設(shè)置為兩種或者多種含氟聚合物的 混合物。優(yōu)選的，所述包覆層中，CF4的摩爾含量為1 %至4%。
[0052] 與上述各實(shí)施例結(jié)合應(yīng)用，如圖6所示，優(yōu)選的，所述管狀空芯塑料光纖還包括 至少一保護(hù)層，例如，如圖6所示，所述光纖包括本體與一保護(hù)層，由內(nèi)向外依序是空芯層 201、過(guò)渡層202、包覆層203與保護(hù)層205 ;此時(shí)，所述圓形截面主體包括四個(gè)同心圓；并 且，最小的一個(gè)同心圓是空心的。其中，最小的一個(gè)同心圓是空芯層，中間的一個(gè)同心圓是 過(guò)渡層，其外圈的一個(gè)同心圓是包覆層，最大的一個(gè)同心圓是保護(hù)層。優(yōu)選的，所述保護(hù)層 的厚度為所述包覆層的厚度的2至6倍；例如，所述保護(hù)層的厚度為所述包覆層的厚度的 2.5倍。例如，保護(hù)層為PE保護(hù)層、PVC保護(hù)層、鋁/聚乙烯綜合保護(hù)層（LAP)、皺紋鋼帶縱 包保護(hù)層、LAP+鋼帶繞包保護(hù)層、LAP+鋼帶鎧裝保護(hù)層、或者LAP+鋼絲鎧裝保護(hù)層等。優(yōu) 選的，所述保護(hù)層的厚度為〇. 3至2. 3毫米。
[0053] 保護(hù)層的作用是保護(hù)所述管狀空芯塑料光纖，防止機(jī)械損傷和有害物質(zhì)的侵蝕， 對(duì)抗側(cè)壓能力、防潮密封、耐腐蝕等性能有嚴(yán)格要求。保護(hù)層對(duì)于光纖整體的使用壽命具有 重要作用，例如，保護(hù)層結(jié)構(gòu)包括：內(nèi)護(hù)套、鎧裝層與外護(hù)層。其中，所述內(nèi)護(hù)套是位于鎧裝 層與纜芯之間的同心層，起機(jī)構(gòu)保護(hù)與鎧裝襯墊作用。優(yōu)選的，內(nèi)護(hù)套設(shè)置為PE、PVC護(hù)套； 鎧裝層是設(shè)置在內(nèi)護(hù)套與外護(hù)層之間的同心層，主要起抗壓或抗張的機(jī)構(gòu)保護(hù)作用。優(yōu)選 的，鎧裝層由鋼絲或鋼帶構(gòu)成。鋼帶鎧裝層的主要作用是抗壓，適用于地下埋設(shè)的場(chǎng)合。鋼 絲鎧裝層的主要作用是抗拉，主要用于水下或垂直敷設(shè)的場(chǎng)合。優(yōu)選的，所述鎧裝層設(shè)置雙 層，每一層包括鋼絲層及其外覆的塑料層；常用鋼帶和鋼絲的材料都是由低碳鋼冷軋制成。 為防止腐蝕，要求鎧裝鋼帶必須有防蝕措施，如預(yù)涂防蝕漆或鍍鋅或鍍磷等，而鎧裝鋼絲則 使用鍍鋅或鍍磷鋼絲、涂塑鋼絲、擠塑鋼絲等。外護(hù)層是設(shè)置在鎧裝層外面的同心層，主要 對(duì)鎧裝層起防蝕保護(hù)作用。優(yōu)選的，所述外護(hù)層包括PE、PVC和硅橡膠護(hù)套等。
[0054] 管狀的空芯塑料光纖橫向剖面圖如圖6所示，其縱向剖面圖如圖7所示。它是由 塑料光纖的本體增加保護(hù)層而成。保護(hù)層的材料可根據(jù)使用要求為PE、PVC、尼龍等材料， 其厚度為0.3?2. 3mm。例如，保護(hù)層為尼龍；例如，保護(hù)層包括厚度為0.8mm的尼龍。優(yōu) 選的，所述保護(hù)層具有五層圓環(huán)結(jié)構(gòu)，其內(nèi)環(huán)為PE，第二環(huán)為鋼絲，中環(huán)為PVC，第四環(huán)為鋼 帶，外環(huán)為尼龍，例如，其中PE、鋼絲、PVC、鋼帶、尼龍厚度比例為1:1. 2:1:1. 2:1. 05。這樣， 特別適合在惡劣環(huán)境中應(yīng)用。
[0055] 進(jìn)一步地，本實(shí)用新型的實(shí)施例還包括，上述各實(shí)施例的各技術(shù)特征，相互組合形 成的管狀空芯塑料光纖，通過(guò)將階躍式塑料光纖內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行創(chuàng)新改變，使其光纖特性發(fā) 生本質(zhì)的變化，即保留了原塑料光纖的優(yōu)點(diǎn)與特性，又將其光纖傳輸特性質(zhì)變提高，使其能 與石英光纖系統(tǒng)兼容。這種創(chuàng)新改變的本質(zhì)是變實(shí)心結(jié)構(gòu)為空心結(jié)構(gòu)，而光纖外形仍然保 持不變，以便這種新型光纖仍然可以在階躍式塑料光纖系統(tǒng)使用，但不同的是傳輸?shù)木嚯x 更遠(yuǎn)，傳輸?shù)乃俾矢摺Ｋ芰瞎饫w的產(chǎn)業(yè)規(guī)模及市場(chǎng)容量巨大，對(duì)國(guó)家的多種行業(yè)需求及環(huán) 境的影響不可忽視。管狀空芯塑料光纖的價(jià)格完全低于優(yōu)質(zhì)百兆五類(lèi)雙絞線(xiàn)價(jià)格，因此，本 實(shí)用新型的管狀空芯塑料光纖的研制解決了現(xiàn)有塑料光纖的不足，是數(shù)據(jù)傳輸及數(shù)據(jù)通信 應(yīng)用中光導(dǎo)纖維新產(chǎn)品，有著巨大的市場(chǎng)前景和發(fā)展的空間。
[0056] 階躍式塑料光纖因?yàn)橥ㄐ啪嚯x僅在100米以?xún)?nèi)，這就限制了塑料光纖在許多領(lǐng)域 中拓展應(yīng)用。如本應(yīng)該在三網(wǎng)融合技術(shù)中發(fā)揮應(yīng)有的作用，尤其是在解決最后1公里的問(wèn) 題上，其特性與優(yōu)點(diǎn)突出，但其100米距離限制了它的作用，沒(méi)能在三網(wǎng)融合應(yīng)用中體現(xiàn)出 來(lái)，在控制、電力、交通、醫(yī)療及國(guó)防工業(yè)中都存在這個(gè)問(wèn)題；本實(shí)用新型克服了現(xiàn)有階躍式 塑料光纖的不足，不僅可完全替代現(xiàn)有的通信級(jí)別階躍式塑料光纖，而且還能替代銅網(wǎng)絡(luò) 線(xiàn)，達(dá)到節(jié)省銅資源、節(jié)能環(huán)保的效果和目的。
[0057] 本實(shí)用新型最重要的創(chuàng)新點(diǎn)是管狀空芯塑料光纖結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，根據(jù)光學(xué)的全反射 原理、反射定律及折射原理，將塑料光纖由實(shí)心改為空心利用折射和全反射原理，光從光密 介質(zhì)射向光疏介質(zhì)時(shí)，當(dāng)入射角超過(guò)某一臨界角時(shí)，折射光完全消失，只剩下反射光，這樣， 可以讓光線(xiàn)由原來(lái)在實(shí)心芯材料中傳導(dǎo)轉(zhuǎn)為在空氣中傳導(dǎo)，不僅使生產(chǎn)成本顯著下降，而 且改善了光線(xiàn)在傳導(dǎo)過(guò)程中的衰減特性和信號(hào)的頻率響應(yīng)特性。這種改變使塑料光纖傳輸 特性發(fā)生本質(zhì)變化，從而提高了傳輸速率及傳輸距離。
[0058] 需要說(shuō)明的是，上述各技術(shù)特征繼續(xù)相互組合，形成未在上面列舉的各種實(shí)施例， 均視為本實(shí)用新型說(shuō)明書(shū)記載的范圍；并且，對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，可以根據(jù)上述 說(shuō)明加以改進(jìn)或變換，而所有這些改進(jìn)和變換都應(yīng)屬于本實(shí)用新型所附權(quán)利要求的保護(hù)范 圍。
【權(quán)利要求】
1. 一種管狀空芯塑料光纖，其特征在于，其包括一本體，所述本體設(shè)置包覆層、過(guò)渡層 與空芯層； 所述空芯層空置； 按預(yù)設(shè)比例設(shè)置所述過(guò)渡層的厚度與所述包覆層的厚度； 并且，所述管狀空芯塑料光纖為空心管狀結(jié)構(gòu)，其具有圓形截面主體；所述圓形截面主 體包括三個(gè)同心圓。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述管狀空芯塑料光纖，其特征在于，所述本體直徑為0. 3至1. 0毫 米。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述管狀空芯塑料光纖，其特征在于，所述包覆層的厚度為10至 200微米。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述管狀空芯塑料光纖，其特征在于，所述過(guò)渡層的厚度為10至 200微米。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述管狀空芯塑料光纖，其特征在于，所述預(yù)設(shè)比例為1至2. 5:1。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述管狀空芯塑料光纖，其特征在于，所述空芯層的厚度、所述過(guò)渡 層的厚度與所述包覆層的厚度比例為2至8:1至2. 5:1。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述管狀空芯塑料光纖，其特征在于，所述過(guò)渡層具有環(huán)形截面，其 設(shè)置內(nèi)環(huán)與外環(huán)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述管狀空芯塑料光纖，其特征在于，所述內(nèi)環(huán)與所述外環(huán)的厚度 比例為1至1. 3:1。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述管狀空芯塑料光纖，其特征在于，所述內(nèi)環(huán)與所述外環(huán)之間，還 設(shè)置中環(huán)，所述內(nèi)環(huán)與所述外環(huán)的厚度比例為1至1. 3:1至1. 2:1。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述管狀空芯塑料光纖，其特征在于，還包括至少一保護(hù)層，其厚 度為0.3至2. 3毫米。
【文檔編號(hào)】G02B6/032GK203881969SQ201420244016
【公開(kāi)日】2014年10月15日 申請(qǐng)日期:2014年5月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月13日
【發(fā)明者】胡衛(wèi)明, 陳明 申請(qǐng)人:深圳市圣諾光電科技有限公司