Основы пластикового оптического волокна: материалы, структура, типы и типичные применения

Пластиковые оптические волокна (POF)является категорией оптических волокон, которая обычно использует пластиковый материал вместо стеклянного или кварцевого ядра.при этом облицовка представляет собой фторированный полимер с более низким показателем преломления, так что свет может быть направлен через ядро полным внутренним отражением.Toray и Mitsubishi Chemical оба описывают эту основную логику материала и структуры в своей информации о продукте для пластиковых оптических волокон.

В практическом плане POF лучше всего понимается как платформа оптической взаимосвязи малого радиуса действия, построенная вокруг легкой обработки, большой геометрии ядра и относительно простых методов подключения.Mitsubishi Chemical позиционирует свое семейство продуктов ESKA для автомобильных сетей, освещение, датчики, автоматизация заводов и передача данных,в то время как в примечаниях к промышленному применению Broadcom1 рассматривают 1 мм POF как недорогую оптическую среду для промышленных связей, которые требуют более простой установки, чем системы с небольшим ядром стекловолокна..

POF работает, потому что егоядроиобшивкаЯдро является главной светоносной областью. Окружает его покрытие и имеет более низкий показатель преломления, что удерживает передаваемый свет в ядре.Торейское техническое объяснение конструкции оптического волокна прямо говорит об этом, и спецификации Mitsubishi ESKA идентифицируют PMMA как основной материал и фторированный полимер в качестве облицовочного материала в репрезентативных продуктах POF с индексом шага.

По сравнению с стеклянным волокном с небольшим ядром, большое полимерное ядро более терпимое к обработке и выравниванию соединителей.Это одна из причин, по которой Broadcom давно использует 1 мм POF в экономичных промышленных и управляющих связях, которые выигрывают от быстрого завершения полевого действия..

                                          Ядро и конструкция облицовки POF с концепцией 96% ядра

Ключевой идеей в базовом проектировании POF является егоочень высокая доля ядраВ больших диаметров POF, ядро занимает большую часть поперечного сечения волокна, и справочный текст обобщает эту идею с цифрой 96%.Торей также подчеркивает, что пластиковые оптические волокна имеют большое ядро и высокую пропорцию ядра по сравнению с кварцевыми оптическими волокнамиС инженерной точки зрения, это означает, что большее количество поперечного сечения участвует в направлении света,который поддерживает более легкое соединение и более простое соединение, чем это типично для стеклянных волокон с гораздо меньшим ядром.

POF часто описывается какпотребительские оптические волокнаНе потому, что это технически тривиально, а потому, что его экосистема исторически выстраивалась с более дешевыми короткими связями.Низкие затраты на волокно недостаточноГлавное - совокупная стоимость волоконного канала, оборудования оптической связи, разъемов и процесса установки.Toray явно выделяет недорогие системы светопередачи с использованием красных светодиодов и смоловых разъемов, и Broadcom отмечает, что POF поддерживает сравнительно недорогое завершение с помощью простых методов скремпинга и резки.

Эта стоимость позиционирования становится проще понять, когда полная связь рассматривается как система. короткое оптическое соединение не просто волоконный нить. он включает в себя источник света, детектор,соединителиОбучающий и прикладный материал Broadcom неоднократно обозначает крупноядерные POF как привлекательные, где недорогие разъемы,более простой монтаж, и практическая прочность имеют большее значение, чем приоритеты производительности на дальние расстояния, которые доминируют в телекоммуникационных стеклянных волокнах.

                                    Почему POF подходит для коротких расстояний, ориентированных на потребителя

По этой причине POF естественно подходит для среды на короткие расстояния, таких как соединения между приборами, внутренние связи и определенные оптические пути на уровне транспортного средства или машины.Ценностное предложение не является максимальным охватомЭто сочетание управляемой стоимости, более легкого завершения, механической гибкости и приемлемой производительности в пределах более короткого оптического пути.Позиционирование собственных приложений Mitsubishi Chemical вокруг автомобильных сетей и автоматизации заводов хорошо отражает эту логику..

Наиболее распространенным способом применения базового POF является передача сигнала на короткие расстояния в средах, где полезна оптическая изоляция, простая сборка и гибкая обработка кабелей.В справочном материалеMitsubishi Chemical также перечисляет автомобильные сети, датчики, FA,и передачи данных между основными областями применения ESKA.

В интерфейсах устройств POF имеет смысл, когда конструкторы хотят компактный оптический путь без перехода к более сложной инфраструктуре стекловолокна.Большое ядро и легкая обработка уменьшают барьер навыков для сборки, а короткое расстояние передачи соответствует физической структуре многих систем на уровне приборов.Toray также представляет POF как средство связи на короткие расстояния, а не как волоконное излучение общественной сети на большие расстояния.

Для домашних сетей историческая привлекательность POF была аналогичной: недорогая оптическая передача на коротких дистанциях, с меньшей сложностью установки, чем многие оптические системы с тонким ядром.Это не делает POF универсальной заменой для всех домашних сетевых носителей.Это означает, что POF был привлекательным там, где умеренный охват, легкая обработка и простые компоненты связи более важны, чем производительность инфраструктурного волокна.

Сетевые сети, связанные с автомобилями, являются одним из самых ясных примеров того, как POF вышел за рамки чисто бытовой электроники.и POF ′s сочетание легкого веса, гибкость и легкая обработка имеют значение в пространствах, где маршрутизация, изгиб и обработка имеют значение.Таким образом, включение автомобильных сетей в ссылочный текст технически соответствует реальному позиционированию продукта на рынке..

Основное введение в POF гораздо яснее, когда он помещается рядом с другими категориями оптических волокон, с которыми он обычно сравнивается.Страница классификации Toray's разделяет оптические волокна как по материалу, так и по конструкции, включая кварцевое оптическое волокно, полимерно-покрытое оптическое волокно, многокомпонентное стеклянное оптическое волокно и пластиковое оптическое волокно.Эта структура полезна, потому что она показывает, что “оптические волокна” не являются единым семейством материалов..

                   Сравнение типов оптических волокон: POF, кварц, многокомпонентное стекло и полимерно-покрытые волокна

В базовой классификации,кварцевые оптические волокнаявляется ориентированной на инфраструктуру точкой отсчета.Он широко используется в связи на большие расстояния и других приложениях, где очень низкая аттенуация и высокопроизводительная передача имеют большее значение, чем недорогая полевая сборкаВот почему сравнение POF и кварца - это сравнение системных приоритетов, а не только основных материалов.

Широкая категория стекловолокна включает в себя не одну структуру и систему материалов.многокомпонентные стеклянные оптические волокнаперечислена отдельно и связана с освещением рядом с POF.Это различие полезно, потому что оно напоминает читателям, что не все стекловолокна автоматически выполняют функции телекоммуникационной инфраструктуры.Некоторые из них выбираются для очень разных оптических задач.

Пластиковые оптические волокна PMMAТорей идентифицирует ПММА в качестве основного материала в RAYTELA, а спецификации ESKA Mitsubishi делают то же самое в листе продуктов.В практическом смысле, отраженном в справочном тексте, PMMA POF - это потребительская и короткодистанционная ветвь семейства оптических волокон, особенно для электроники и соседних с транспортными средствами связей.

А.полимерно-покрытые волокнаВ классификации Тора это отдельная гибридная конструкция: кварцевое ядро, соединенное с содержащим фтор полимерным облицованием.Это делает его структурно отличным от ПОФ на основе ПММА.Это различие имеет значение, потому что материальная идентичность ядра изменяет практическое расположение волокна.

Это сравнение следует классификации Toray на основе материалов и структуре продуктов POF на основе PMMA Mitsubishi.При этом практическое позиционирование сохраняется на высоком уровне, а не навязываются необоснованные требования к производительности..

Справочный материал представляетмногоступенчатые оптические волокна с индексомОсновная идея заключается в том, что показатель преломления не меняется только один раз на границе ядра-обшивки.так что оптический путь может быть сформирован более преднамеренно, чем в простой шаг-индекс дизайнСправочный текст представляет это как способ перемещения фокуса света к центру и как относительно простой путь к большей пропускной способности.Материал обучения волокна Broadcom также отмечает общий принцип, что лучшее проектирование волновода может уменьшить эффекты модальной дисперсии, и что концепции с разбивкой индекса являются одним из способов улучшения пропускной способности по сравнению с более простым поведением с индексом шагов.

                                                  Как работает многоступенчатый индекс оптического волокна

На концептуальном уровне многоступенчатое индексное волокно использует несколько слоев индекса преломления, а не один резкий переход.Это не означает, что он должен автоматически рассматриваться как идентичный каждому дизайну с классифицированным индексомЭто означает, что индексный профиль проектируется для управления тем, как свет распространяется через волокно более эффективно, чем основная структура шага-индекса.Это самый полезный способ понять термин.

Справочный материал сравнивает концепцию многоступенчатости сSI-POFВ литературе по применению Broadcom описывается распространенный промышленный POF как волокно с индексом шага, в котором ядро имеет более высокий индекс преломления, чем облицовка.По сравнению с этой базовой, многоступенчатая идея представлена как практический способ улучшить пропускную способность, не отказываясь от производственных преимуществ конструкции волокна на основе полимера.

Производственный аргумент так же важен, как и оптический.и что многоступенчатые конструкции легче производить в серийном объеме, чем GI-POF, при этом позволяя регулировать пропускную способность через количество шаговС точки зрения инженерии и производства, это означает, что конструкция ценится не только за производительность, но и за производительность и будущий потенциал масштабирования.

В данном резюме оптическое объяснение сохраняется в пределах предоставленного материала и общего обсуждения Broadcom о дизайне шагового индекса по сравнению с диапазоном диапазона.

Наиболее практичный способ сравнить ПОФ с другими типами волокон - задать три вопроса: что такое основной материал? что такое облицовочный материал? и в какую систему естественным образом вписывается волокно?Когда эти вопросы применяются, POF выделяется как оптическая среда с пластиковым ядром, с коротким радиусом действия и легким в обращении; кварцевое оптическое волокно выделяется как решение, ориентированное на инфраструктуру;и полимерно покрытое волокно занимает смешанное положение, потому что его ядро и облицовка происходят из разных семейств материалов.

Идентичность материала не является косметической разницей, она определяет поведение светонаправления, управление, стратегию соединения и экономику развертывания.и кварцевого полимерного волокна должны рассматриваться как отдельные инженерные варианты, даже если все они относятся к более широкой категории оптических волокон.

На самом высоком уровне позиционирование ясно: кварцевое оптическое волокно связано с инфраструктурой и дальнобойными коммуникациями;POF связан с оптическими связями меньшей дальности и более дешевых; многокомпонентное стеклянное оптическое волокно может появляться в контекстах, ориентированных на освещение; и полимерное волокно представляет собой гибридную структуру, а не чистое раствор из пластика.Это самый чистый способ прочитать карту категории без навязывания неправильного стандарта сравнения на каждое семейство волокон.

POF - это система оптических волокон с пластиковым ядром, обычно построенная вокруг ядра PMMA и фторированного полимерного облицовки.и относительно недорогая экосистема ссылок объясняют, почему она долгое время ассоциировалась с приложениями на короткие расстояния, такими как интерфейсы приборовВ то же время POF является лишь одной из ветвей более широкого ландшафта оптических волокон, который также включает кварцевое оптическое волокно,многокомпонентные стеклянные оптические волокнаПонимание этих границ является основойОсновы оптических волокон из пластика.

Пластиковые оптические волокна обычно изготавливаются сЯдро PMMAифторированные или содержащие фтор полимерные облицовкиЯдро переносит свет, в то время как облицовка имеет более низкий показатель преломления и держит свет направленным внутри ядра.

Поскольку его исторический случай использования был связан с более дешевыми оптическими связями малой дальности, этикетка отражает экономику системы и стиль развертывания больше, чем строгий рейтинг производительности.Это указывает на более простые соединители, более легкая установка и более недорогие компоненты связи в соответствующих приложениях.

В справочном материале и в позиционировании продукта производителя общие области применения включают интерфейсы цифровых бытовых приборов, домашние сети, автомобильные сети, освещение, датчики,Автоматизация заводов, и передачи данных на короткие расстояния.

Самое большое различие заключаетсяОсновной материалСтандартный POF использует пластиковое ядро, в то время как кварцевое оптическое волокно использует кварцевое ядро.в то время как кварцевое оптическое волокно более тесно связано с инфраструктурой и дальними коммуникациями.

Это волокнистая структура, в которой показатель преломления меняется в несколько отдельных шагов, а не только в одном резком переходе.эта структура представлена как практический способ улучшения пропускной способности при сохранении производства более управляемым, чем более сложные альтернативы.

Полимерные волокна используюткварцевое ядросполимерная облицовка, поэтому это гибридная материальная структура.пластмассовое ядроЭта разница объясняет, почему полимерные волокна не должны рассматриваться как просто другое название для ПОФ на основе ПММА.