Βασικά στοιχεία των πλαστικών οπτικών ινών: Υλικά, δομή, τύποι και συνήθεις εφαρμογές

Πλαστικές οπτικές ίνες (POF)είναι μια κατηγορία οπτικών ινών που συνήθως χρησιμοποιεί πλαστικό υλικό πυρήνα αντί για γυάλινο ή χαλαζία πυρήνα.ενώ η επικάλυψη είναι φθοριούχο πολυμερές με χαμηλότερο δείκτη διάθλασης, έτσι ώστε το φως να μπορεί να κατευθυνθεί μέσω του πυρήνα από την ολική εσωτερική αντανάκλαση.Η Toray και η Mitsubishi Chemical περιγράφουν και οι δύο αυτή τη βασική λογική υλικού και δομής στις πληροφορίες για τα προϊόντα τους για τις πλαστικές οπτικές ίνες.

Σε πρακτικούς όρους, το POF είναι καλύτερα κατανοητό ως πλατφόρμα οπτικής διασύνδεσης μικρού βεληνεκούς που έχει κατασκευαστεί γύρω από εύκολο χειρισμό, μεγάλη γεωμετρία πυρήνα και σχετικά απλές μεθόδους σύνδεσης.Η Mitsubishi Chemical τοποθετεί την οικογένεια προϊόντων ESKA για δίκτυα αυτοκινήτων, φωτισμός, αισθητήρες, αυτοματοποίηση εργοστασίου και μετάδοση δεδομένων,ενώ οι σημειώσεις βιομηχανικής εφαρμογής της Broadcom* αντιμετωπίζουν το 1 mm POF ως χαμηλού κόστους οπτικό μέσο για βιομηχανικούς συνδέσμους που χρειάζονται απλούστερη εγκατάσταση από τα συστήματα μικρού πυρήνα γυάλινης ινών.

Το POF λειτουργεί επειδή είναιπυρήναςκαιΕπικάλυψηΟ πυρήνας είναι η κύρια περιοχή που μεταφέρει το φως. Το κάλυμμα το περιβάλλει και έχει χαμηλότερο δείκτη διάθλασης, το οποίο κρατά το μεταδιδόμενο φως περιορισμένο στον πυρήνα.Η τεχνική εξήγηση του Toray για την κατασκευή οπτικών ινών το δηλώνει αυτό άμεσα, και οι προδιαγραφές της Mitsubishi ESKA προσδιορίζουν το PMMA ως βασικό υλικό και ένα φθοριούχο πολυμερές ως υλικό επένδυσης σε αντιπροσωπευτικά προϊόντα POF με δείκτη βήματος.

Σε σύγκριση με τις μικροπυρηνικές γυάλινες ίνες, ένας μεγάλος πυρήνας πολυμερούς είναι πιο ανεκτικός στο χειρισμό και την ευθυγράμμιση των συνδέσμων.που είναι ένας λόγος που η Broadcom χρησιμοποιεί εδώ και καιρό 1 mm POF σε οικονομικά ευαίσθητους βιομηχανικούς και ελέγχους συνδέσεων που επωφελούνται από ταχεία τερματισμό πεδίου.

                                          Κεντρική δομή και κάλυψη POF με 96% βασική έννοια

Μια βασική ιδέα στο βασικό σχεδιασμό POF είναι ηπολύ υψηλή αναλογία πυρήναΣε POF μεγάλου διαμέτρου, ο πυρήνας καταλαμβάνει το μεγαλύτερο μέρος της διατομής της ινών, και το κείμενο αναφοράς συνοψίζει αυτή την ιδέα με αριθμό 96%.Ο Toray υπογραμμίζει επίσης ότι η πλαστική οπτική ίνα έχει μεγάλο πυρήνα και υψηλό ποσοστό πυρήνα σε σχέση με την οπτική ίνα με βάση το χαλαζίαΑπό τεχνική άποψη, αυτό σημαίνει ότι περισσότερο από το διατομή συμμετέχει στη καθοδήγηση του φωτός,που υποστηρίζει ευκολότερη σύνδεση και απλούστερη σύνδεση από ό,τι είναι τυπικό με πολύ μικρότερες κεντρικές γυάλινες ίνες.

Το POF περιγράφεται συχνά ωςοπτικές ίνες καταναλωτικού τύπουΌχι επειδή είναι τεχνικά ασήμαντο, αλλά επειδή το οικοσύστημα του έχει ιστορικά ευθυγραμμιστεί με χαμηλότερο κόστος σύνδεσης μικρής εμβέλειας.Το χαμηλότερο κόστος της ινών από μόνο του δεν είναι αρκετόΑυτό που έχει σημασία είναι το συνδυασμένο κόστος της ινών, του υλικού οπτικής σύνδεσης, των συνδέσεων και της διαδικασίας εγκατάστασης.Η Toray αναδεικνύει ρητά συστήματα χαμηλού κόστους μετάδοσης φωτός που χρησιμοποιούν κόκκινα LED και συνδετήρες ρητίνης, και η Broadcom επισημαίνει ότι η POF υποστηρίζει τη συγκριτικά χαμηλού κόστους διακοπή με απλές μεθόδους κοπής και κοπής.

Αυτή η θέση κόστους γίνεται ευκολότερη να κατανοηθεί όταν το πλήρες σύνδεσμο θεωρείται ως ένα σύστημα.ΣυνδετήρεςΤο εκπαιδευτικό και εφαρμοστικό υλικό της Broadcom περιέγραφε επανειλημμένα τα μεγάλα POF πυρήνα ως ελκυστικά, ενώ οι χαμηλού κόστους συνδέσεις,απλούστερη εγκατάσταση, και η πρακτική ανθεκτικότητα έχουν μεγαλύτερη σημασία από τις προτεραιότητες απόδοσης μεγάλων αποστάσεων που κυριαρχούν στις τηλεπικοινωνιακές γυάλινες ίνες.

                                    Γιατί το POF ταιριάζει σε εφαρμογές μικρής απόστασης που προσανατολίζονται στον καταναλωτή

Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο το POF ταιριάζει φυσικά σε περιβάλλοντα μικρής απόστασης, όπως οι διασυνδέσεις συσκευών, οι εσωτερικοί σύνδεσμοι και ορισμένες οπτικές διαδρομές σε επίπεδο οχήματος ή μηχανής.Η πρόταση αξίας δεν είναι η μέγιστη εμβέλειαΕίναι ένας συνδυασμός διαχειρίσιμου κόστους, ευκολότερου τερματισμού, μηχανικής ευελιξίας και αποδεκτής απόδοσης σε μικρότερη οπτική διαδρομή.Η θέση της εφαρμογής της Mitsubishi Chemical γύρω από τα δίκτυα αυτοκινήτων και τον αυτοματισμό των εργοστασίων αντανακλά καλά αυτή τη λογική.

Το πιο κοινό πρότυπο εφαρμογής για το βασικό POF είναι η μετάδοση σήματος μικρής εμβέλειας σε περιβάλλοντα όπου η οπτική απομόνωση, η απλή συναρμολόγηση και ο ευέλικτος χειρισμός καλωδίων είναι χρήσιμοι.Στο υλικό αναφοράςΗ Mitsubishi Chemical κατατάσσει επίσης δίκτυα αυτοκινήτων, αισθητήρες, FA,και διαβίβαση δεδομένων μεταξύ των κύριων πεδίων εφαρμογής ESKA.

Στις διεπαφές συσκευών, το POF έχει νόημα όταν οι σχεδιαστές επιθυμούν μια συμπαγή οπτική διαδρομή χωρίς να μετακινούνται σε μια πιο περίπλοκη υποδομή γυάλινων ινών.Ο μεγάλος πυρήνας και ο ευκολότερος χειρισμός μειώνουν το εμπόδιο δεξιοτήτων για την συναρμολόγηση, και η μικρή απόσταση μετάδοσης ταιριάζει στη φυσική διάταξη πολλών συστημάτων επιπέδου συσκευής.Η Toray παρουσιάζει επίσης το POF ως μέσο επικοινωνίας μικρής εμβέλειας και όχι ως ίνες δημόσιου δικτύου μεγάλων αποστάσεων.

Για τα οικιακά δίκτυα, η ιστορική έλξη των POF ήταν παρόμοια: χαμηλού κόστους οπτική μετάδοση σε σύντομες διαδρομές, με λιγότερη δυσκολία εγκατάστασης από πολλά οπτικά συστήματα λεπτού πυρήνα.Αυτό δεν καθιστά το POF ένα καθολικό υποκατάστατο για κάθε μέσο οικιακού δικτύουΣημαίνει ότι η POF ήταν ελκυστική όταν η μέτρια εμβέλεια, η εύκολη επεξεργασία και τα απλά στοιχεία σύνδεσης είναι πιο σημαντικά από το περιτύλιγμα απόδοσης της ινώδους υποδομής.

Η δικτύωση που σχετίζεται με τα οχήματα είναι ένα από τα σαφέστερα παραδείγματα του πώς το POF πέρασε από τα καθαρά οικιακά ηλεκτρονικά.και το συνδυασμό ελαφρού βάρους POF, ευελιξία και ευκολότερη επεξεργασία είναι σημαντική σε χώρους όπου η διαδρομή, η κάμψη και ο χειρισμός έχουν σημασία.Το κείμενο αναφοράς περιλαμβάνει, επομένως, τα δίκτυα αυτοκινήτων και συνάδει τεχνικά με την πραγματική θέση του προϊόντος στην αγορά..

Μια βασική εισαγωγή στο POF είναι πολύ πιο σαφής όταν τοποθετείται δίπλα στις άλλες κατηγορίες οπτικών ινών με τις οποίες συνήθως συγκρίνεται.Η σελίδα ταξινόμησης Toray's διαχωρίζει τις οπτικές ίνες τόσο από το υλικό όσο και από την κατασκευή, συμπεριλαμβανομένων των οπτικών ινών του κουάρτζου, των οπτικών ινών που καλύπτονται από πολυμερή, των οπτικών ινών πολυσυστατικού γυαλιού και των πλαστικών οπτικών ινών.Αυτό το πλαίσιο είναι χρήσιμο επειδή δείχνει ότι η οπτική ίνες δεν είναι μία οικογένεια υλικών.

                   Σύγκριση τύπων οπτικών ινών: POF, Κουαρτς, Πολυμερή Γυαλί και Πολυμερή ίνες

Στην βασική ταξινόμηση,οπτικές ίνες από χαλαζίαείναι το σημείο αναφοράς για τις υποδομές.Συνδέεται ευρέως με τις επικοινωνίες μεγάλων αποστάσεων και άλλες εφαρμογές όπου η πολύ χαμηλή εξασθένιση και η υψηλότερη απόδοση μετάδοσης έχουν μεγαλύτερη σημασία από την χαμηλού κόστους συναρμολόγηση πεδίουΑυτός είναι ο λόγος για τον οποίο μια σύγκριση POF-versus-quartz είναι πραγματικά μια σύγκριση των προτεραιοτήτων του συστήματος, όχι μόνο βασικά υλικά.

Η ευρύτερη κατηγορία των υαλοϊνών περιλαμβάνει περισσότερες από μία δομές και συστήματα υλικών.πολυσύστατες οπτικές ίνες γυαλιούαναφέρεται χωριστά και συνδέεται με τον φωτισμό παράλληλα με το POF.Η διάκριση αυτή είναι χρήσιμη διότι υπενθυμίζει στους αναγνώστες ότι όχι όλες οι γυάλινες ίνες εξυπηρετούν αυτόματα ρόλους υποδομής τύπου τηλεπικοινωνιώνΟρισμένα επιλέγονται για πολύ διαφορετικές οπτικές εργασίες.

Πλαστικές οπτικές ίνες PMMAΗ Toray προσδιορίζει το PMMA ως το βασικό υλικό στο RAYTELA, και οι προδιαγραφές ESKA της Mitsubishi κάνουν το ίδιο στα φύλλα προϊόντων.Στην πρακτική έννοια που αντικατοπτρίζεται από το κείμενο αναφοράς, η PMMA POF είναι ο κλάδος των οπτικών ινών για καταναλωτές και μικρών αποστάσεων, ειδικά για ηλεκτρονικά προϊόντα και συνδέσμους που βρίσκονται δίπλα σε οχήματα.

Αίνες επικάλυψης από πολυμερήΗ κατηγορία του Toray είναι μια ξεχωριστή υβριδική κατασκευή: ένας πυρήνας κουάρτζου συνδυασμένος με μια πολυμερή επικάλυψη που περιέχει φθόριο.Αυτό το κάνει δομικά διαφορετικό από το POF με βάση το PMMA.Η διάκριση αυτή έχει σημασία επειδή η υλική ταυτότητα του πυρήνα αλλάζει την πρακτική τοποθέτηση της ινών.

Η σύγκριση αυτή ακολουθεί την ταξινόμηση που βασίζεται στα υλικά της Toray και τη δομή του προϊόντος POF της Mitsubishi με βάση το PMMA,διατηρώντας την πρακτική θέση σε υψηλό επίπεδο, αντί να επιβάλλονται ανεξάρτητοι ισχυρισμοί απόδοσης.

Το υλικό αναφοράς εισάγειοπτικές ίνες με δείκτη πολλαπλών βημάτωνΗ βασική ιδέα είναι ότι ο δείκτης διάθλασης δεν αλλάζει μόνο μία φορά στο όριο του πυρήνα-εξοπλισμού.Έτσι η οπτική διαδρομή μπορεί να διαμορφωθεί πιο σκόπιμα από ό, τι σε ένα απλό σχέδιο step-indexΤο κείμενο αναφοράς παρουσιάζει αυτό ως έναν τρόπο για να μετακινηθεί η εστίαση του φωτός προς το κέντρο και ως μια σχετικά απλή διαδρομή προς μεγαλύτερο εύρος ζώνης.Το εκπαιδευτικό υλικό της ευρυζωνικής τηλεπικοινωνίας για τις ίνες σημειώνει επίσης τη γενική αρχή ότι ένας καλύτερος σχεδιασμός κυματοδηγού μπορεί να μειώσει τις επιπτώσεις της διασκορπισμού των τρόπων, και ότι οι έννοιες βαθμιαίου δείκτη είναι ένας τρόπος για να βελτιωθεί το εύρος ζώνης σε σχέση με την απλούστερη συμπεριφορά του δείκτη βημάτων.

                                                  Πώς λειτουργεί η οπτική ίνα με πολλαπλά βήματα

Σε εννοιολογικό επίπεδο, μια ίνα με δείκτη πολλαπλών βημάτων χρησιμοποιεί πολλά στρώματα δείκτη διάθλασης αντί για μια ενιαία απότομη μετάβαση.Αυτό δεν σημαίνει ότι θα πρέπει αυτόματα να αντιμετωπίζεται ως πανομοιότυπο με κάθε σχεδιασμό βαθμολογημένου δείκτη.Σημαίνει ότι το προφίλ δείκτη σχεδιάζεται για να διαχειρίζεται τον τρόπο με τον οποίο το φως διαδίδεται μέσω της ινών πιο αποτελεσματικά από μια βασική δομή βήματος-δείκτη.Αυτός είναι ο πιο χρήσιμος τρόπος για να καταλάβουμε τον όρο.

Το υλικό αναφοράς συγκρίνει την έννοια των πολλαπλών βημάτων μεΣΙ-ΠΟΦΗ εφαρμοστική βιβλιογραφία της Broadcom περιγράφει το κοινό βιομηχανικό POF ως ίνα με δείκτη βήματος στην οποία ο πυρήνας έχει υψηλότερο δείκτη διάθλασης από την επικάλυψη.Αντίθετα με την αρχική τιμή, η ιδέα των πολλαπλών βημάτων παρουσιάζεται ως ένας πρακτικός τρόπος βελτίωσης του εύρους ζώνης χωρίς να εγκαταλείπονται τα πλεονεκτήματα παραγωγής του σχεδιασμού ινών με βάση τα πολυμερή.

Το επιχείρημα της κατασκευής είναι εξίσου σημαντικό με το επιχείρημα της οπτικής.και ότι οι δομές πολλαπλών βημάτων είναι ευκολότερες στην μαζική παραγωγή από το GI-POF, επιτρέποντας παράλληλα τη ρύθμιση του εύρους ζώνης μέσω του αριθμού των βημάτωνΑπό την άποψη της μηχανικής και της παραγωγής, αυτό σημαίνει ότι η δομή εκτιμάται όχι μόνο για τις επιδόσεις, αλλά και για την κατασκευαστικότητα και τη μελλοντική δυναμική κλιμάκωσης.

Η περίληψη αυτή διατηρεί την οπτική εξήγηση εντός των ορίων του παρεχόμενου υλικού και της γενικής συζήτησης της Broadcom σχετικά με το σχεδιασμό κυματοδηγού με δείκτη βημάτων έναντι του σχεδιασμού κυματοδηγού με ευρυζωνικότητα ζώνης.

Ο πιο πρακτικός τρόπος για να συγκρίνετε το POF με άλλους τύπους ινών είναι να κάνετε τρεις ερωτήσεις: Ποιο είναι το βασικό υλικό; Ποιο είναι το υλικό επένδυσης; Και σε τι είδος συστήματος ταιριάζει φυσικά η ινή;Όταν εφαρμόζονται αυτά τα ερωτήματα, το POF διακρίνεται ως ένα οπτικό μέσο πλαστικού πυρήνα, μικρού βεληνεκούς, εύκολου χειρισμού· η οπτική ίνα χαλαζίου διακρίνεται ως μια λύση προσανατολισμένη στην υποδομή·και η πολυμερή ίνα που καλύπτεται καταλαμβάνει μια μικτή θέση επειδή ο πυρήνας και η επικάλυψη προέρχονται από διαφορετικές οικογένειες υλικών.

Η υλική ταυτότητα δεν είναι μια αισθητική διαφορά, αλλά διαμορφώνει τη συμπεριφορά του φωτισμού, τη διαχείριση, τη στρατηγική σύνδεσης και την οικονομία ανάπτυξης.και οι ίνες πολυμερούς επένδυσης πυρήνα κουάρτζου θα πρέπει συνεπώς να αντιμετωπίζονται ως ξεχωριστές τεχνικές επιλογές, ακόμη και όταν όλα ανήκουν στην ευρύτερη κατηγορία των οπτικών ινών.

Στο υψηλότερο επίπεδο, η θέση είναι σαφής: η οπτική ίνα κουαρτς συνδέεται με υποδομές και επικοινωνίες μεγαλύτερης εμβέλειας.Το POF συνδέεται με οπτικές συνδέσεις μικρότερης εμβέλειας και χαμηλότερου κόστουςΗ πολυσύνθετη οπτική ίνα από γυαλί μπορεί να εμφανιστεί σε πλαίσια προσανατολισμένα προς το φωτισμό και η πολυμερή ίνα αντιπροσωπεύει μια υβριδική δομή και όχι μια καθαρή λύση πλαστικού πυρήνα.Αυτός είναι ο καθαρότερος τρόπος για να διαβάσετε τον χάρτη κατηγορίας χωρίς να επιβάλλετε το λάθος πρότυπο σύγκρισης σε κάθε οικογένεια ινών.

Το POF είναι ένα σύστημα οπτικών ινών πλαστικού πυρήνα που κατασκευάζεται συνήθως γύρω από πυρήνα PMMA και φθοριούχο πολυμερές επένδυμα.και σχετικά χαμηλού κόστους οικοσύστημα σύνδεσης εξηγούν γιατί έχει για μεγάλο χρονικό διάστημα συνδεθεί με εφαρμογές μικρών αποστάσεων όπως οι διεπαφές συσκευώνΤαυτόχρονα, η POF είναι μόνο ένας κλάδος του ευρύτερου τοπίου των οπτικών ινών, το οποίο περιλαμβάνει επίσης οπτικές ίνες χαλαζίου,πολυσύστατες οπτικές ίνες γυαλιούΗ κατανόηση αυτών των ορίων είναι το πραγματικό θεμέλιο τηςΒασικά στοιχεία των πλαστικών οπτικών ινών.

Η πλαστική οπτική ίνα είναι συνήθως κατασκευασμένη μεΠυρήνας PMMAκαι αΦθοριούχα ή φθοριούχα πολυμερή επικάλυψηΟ πυρήνας μεταφέρει το φως, ενώ η επένδυση έχει χαμηλότερο δείκτη διάθλασης και διατηρεί το φως κατευθυνόμενο μέσα στον πυρήνα.

Η ετικέτα αντανακλά την οικονομία του συστήματος και το στυλ ανάπτυξης περισσότερο από μια αυστηρή κατάταξη απόδοσης.Σημαίνει πιο απλές συνδέσεις., ευκολότερη εγκατάσταση και χαμηλότερο κόστος συστατικά συνδέσμων σε κατάλληλες εφαρμογές.

Στο υλικό αναφοράς και στην τοποθέτηση του προϊόντος από τον κατασκευαστή, οι κοινές περιοχές εφαρμογής περιλαμβάνουν διεπαφές ψηφιακών οικιακών συσκευών, οικιακά δίκτυα, δίκτυα αυτοκινήτων, φωτισμό, αισθητήρες,αυτοματοποίηση εργοστασίου, και μετάδοσης δεδομένων μικρής εμβέλειας.

Η μεγαλύτερη διαφορά είναιυλικό πυρήναΤο πρότυπο POF χρησιμοποιεί πλαστικό πυρήνα, ενώ η οπτική ίνα κουαρτζ χρησιμοποιεί πυρήνα κουαρτζ.Ενώ η οπτική ίνα κουαρτζ συνδέεται στενότερα με τις υποδομές και τις επικοινωνίες μεγάλων αποστάσεων.

Πρόκειται για μια δομή ινών στην οποία ο δείκτης διάθλασης αλλάζει σε αρκετά διακριτά βήματα και όχι μόνο σε μία απότομη μετάβαση.η δομή αυτή παρουσιάζεται ως ένας πρακτικός τρόπος βελτίωσης του εύρους ζώνης, διατηρώντας παράλληλα την παραγωγή πιο διαχειρίσιμη από τις πιο περίπλοκες εναλλακτικές λύσεις.

Οι πολυμερές ίνες χρησιμοποιούν έναπυρήνας χαλαζίουμεΠλαστική από πολυμερέςΤο πρότυπο POF, αντίθετα, χρησιμοποιεί ένα υλικό υβριδικής δομής.πλαστικός πυρήναςΗ διαφορά αυτή είναι ο λόγος για τον οποίο η πολυμερή επένδυση ινών δεν πρέπει να θεωρείται απλώς μια άλλη ονομασία για το POF με βάση το PMMA.