塑料光纤知识普及之塑料光纤发展历程

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塑料光纤（Plastic Optical Fiber, 简称POF），已有30多年的开发历史，最初成功地用于照明，其后在汽车、医疗和工业控制等方面也得到了成熟的应用，最几年在宽带通信网络的应用中也取得了突变性进展。

POF历程：

最早的塑料光纤是美国杜邦公司（Du Pont）于1968年开发的聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）阶跃型塑料光纤（SI POF），损耗大约为1000dB/km。

——70年代，日本的NTT公司和三菱人造丝公司（Rayon）在杜邦公司拉丝技术的基础上致力于降低塑料光纤的损耗。

——1976年，Y. Ohtsuka等人将两种不同活性和折射率的单体经光致共聚合形成预制棒，拉丝后制成损耗为4～5dB/m的渐变型塑料光纤。

——1983年，Rayon公司PMMA塑料光纤在570nm波长的损耗降低到110dB/km，NTT公司全氘化PMMA（PMMA-d8）塑料光纤在650nm波长的损耗降低到20dB/km［8，11］。早期的塑料光纤都是大数值孔径阶跃型塑料光纤，由于色散较大，带宽只能达到5MHz．km，不能满足高速数据通信的要求，因而一直以照明、汽车车灯监控等非通信应用为主。

——1986年，日本F富士通公司以PC为纤芯材料开发出SI型耐热POF，耐热温度可达135摄氏度，衰减达450dB/km;

——1990年，日本庆应大学的小池助教授开发成功折射率渐变型的塑料光纤，芯材为含氟PMMA、包层为含氟，用界面凝胶技术制造。该塑料光纤衰减在60db/km以下，光源650-1300nm，100m带宽3GHz，传输速率10Gb/s，超过了GI型石英光纤，并被广泛认为是高速多媒体时代光纤入户的新型光通信媒介;

——1992年，Y. Koike等人发明了制造渐变型塑料光纤的界面凝胶聚合（Interfacial-gel Polymerization）技术，显著降低了渐变型塑料光纤的损耗，PMMA渐变型塑料光纤在688nm波长的损耗降低到56dB/km。Rayon公司已开始EskaGIGA渐变型塑料光纤的样品生产，但其热稳定性和寿命的问题尚未解决，目前正在进一步开发中。

——1992年，波士顿光纤股份有限公司（BOF Inc.）在美国成立，旨在将渐变型塑料光纤商品化。美国政府也意识到塑料光纤对于军事和工业的战略意义，委托Parkard Hughes Interconnect、波音、Honywell和BOF共4家公司于1992年成立了高速塑料网络联合体（HSPN），目标是研制渐变型塑料光纤技术。经过3年的努力，该联合体已经能够为航空、汽车和数据通信市场提供商品化的渐变型塑料光纤，BOF公司率先提出了渐变型塑料光纤的专利。基于该联合体的技术和经验，1997年5月通过了渐变型塑料光纤的第一个工业标准。此后，该联合体与美国国防高级研究计划署合作开展了光微网络（OMNET）计划，斥资6000万美元旨在开发氟化物渐变型塑料光纤和中心局交换系统。氟化物塑料光纤的传输性能不亚于石英光纤，而且又具有塑料光纤成本低和易于使用的优点 。

——1995年，Rayon公司的EskaMEGA小数值孔径阶跃型塑料光纤使带宽扩展到210MHz．100m，适用于ATM。论坛于1997年5月通过的155Mbps．50m的塑料光纤通信标准。210MHz．100m的带宽已经接近阶跃型塑料光纤的带宽极限 。

宽带渐变型（GI）塑料光纤的开发为塑料光纤在宽带通信网中开拓了广阔的应用前景。

——1996年，人们纷纷建议以塑料光纤为基础建立极低成本的用户网ATM物理层;1997年，日本NEC公司进行了155Mbit/s的ATM、LAN的试验。

——在2000年OFC会议上，日本ASAHI GLASS公司报道了氟化梯度塑料光纤衰减系数在850nm为41dB/km，在1300nm为33dB/km，带宽已达100mhz/km。用这种光纤成功地进行了50m、2.5Gbit/s的高速传输试验和70摄氏度长期热老化试验。实验结论为氟化梯度塑料光纤完全能满足短距离的通信使用要求。

相较于其它传输介质，塑料光纤在一些特殊环境的应用有着其不可替代的材料优势，因此也得到世界上许多国家和组织的积极开发。至此，塑料光纤从真正意义上走上了通信传输的应用道路。