光导纤维又称导光纤维、光学纤维,是一种把光能闭合在纤维中而产生导光作用的纤维。它能将光的明暗、光点的明灭变化等信号从一端传送到另一端。光导纤维是由两种或两种以上折射率不同的透明材料通过特殊复合技术制成的复合纤维。它的基本类型是由实际起着导光作用的芯材和能将光能闭合于芯材之中的皮层构成。光导纤维有各种分类方法:按材料组成万分可分为玻璃、石英和塑料光导纤维;按形状和柔性分为可挠性和不可挠性光导纤维;按纤维结构分为皮芯型和自聚集型(又称梯度型);按传递性分为传光和传象光导纤维;按传递光的波长分为可见光、红外线、紫外线、激光等光导纤维。
光导纤维的通信主要运用激光的高度的相干性,利用其相干性将信息转化为光强信号,然后进一步转换成数字信号.
众所周知,玻璃是一种宁折不挠的硬性材料,它既不耐冲击,又不能拗屈。但把玻璃抽成细丝后,它就会一反常态地变得柔软耐磨,可挠易弯, 还具有不燃烧、耐腐蚀、隔热、吸音、强度大的特点。如经树脂涂层和印染处理,还可作为室内装饰用布。人们又发现,玻璃纤维的细度越细,则柔韧性越好,合股线的强力也就越高。又由于玻璃的透光性能好,还有传递光能的作用,因此,从70年代起,人们就成功地将二氧化硅玻璃纤维用于光通讯技术。这是第一代光导纤维,它是用二氧化硅玻璃纤维做芯线,线外用甲基丙烯酸酯涂膜,以增强光导纤维的机械强度和防止光能散射。通讯的原理是用玻璃纤维接受光讯号、再传导给光调制器、并经光探测器和光接受机,通过接口件转换成电磁讯号。
采用光导纤维进行通讯,不仅能节省大量的金属资源,而且使用寿命长,结构紧凑,体积小,性能比电缆好得多,具有容量大、抗干扰性好、能量衰耗小,传送距离远、重量轻、绝缘性能好、保密性强、成本低等特点。就容量而言,是非常惊人的,一根直径只有千分之一的光导纤维,可以同时传递32000对电话。如果采用激光通讯,一条光电缆能同时接通100亿条电话线路和1000万套电视通讯,可供全世界每人2 部电话使用。而且光导纤维通讯的频率范围宽、传递的音质好,图像清晰、色彩逼真。同时,由于光导纤维通讯的光能频率高,具有极好的抗干扰性,特别是使用激光光源时更为突出,把抗干扰性又提高了一步。光能在光导纤维中屏蔽传导、不易泄露、不易被截获、具有良好地保密性。
光导纤维一般以束、缆、板、管等形式使用。制造有机导光纤维的内芯和涂层材料很多,有的在聚甲基丙烯酸甲酯纤维上覆盖一层聚乙烯或其他不同折射率的材料(如聚四氟乙烯),还有的采用聚丙烯腈树脂覆盖腈纶芯丝。
在选择光导纤维的基材时,一般要求芯料的透光率高,而涂层材料要求折射率低,并且要求芯料和涂料的折射率相差越大越好。在热性能方面,要求两种材料的热膨胀系数相接近,若相差较大,则形成的光导纤维产生内应力,使透光率和纤维强度降低。另外,要求两种材料的软化点和高温下的粘度都要相接近,否则,会导致芯料和涂层材料结合不均匀,将会影响到纤维的导光性能。






