塑料光纤及其制备方法与流程

本申请实施例涉及光纤，特别是涉及一种塑料光纤及其制备方法。

背景技术：

1、塑料光纤(plastic optical fiber，pof)以高透明聚合物作为主要材料，相比于传统通信用石英光纤，塑料光纤有重量轻，柔韧性强(可弯折，易切断，安全性高)，易安装，大孔径，光源丰富，收发系统成本低等优势，在车载、光纤入户、医疗等领域已得到广泛的应用。为了提高塑料光纤的性能，目前业界尝试将光纤的纤芯部分采用不同折射率分布设计，以达到提升带宽的效果，但带宽的提升仍然有限。如果采取连续渐变的折射率设计，材料及制备成本过高，应用受限。

技术实现思路

1、鉴于此，本申请实施例提供一种塑料光纤及其制备方法，该塑料光纤通过设计多层具有不同折射率的聚合物层，并控制有一定数量占比的聚合物层具有一定的厚度差，可有效提升塑料光纤的信道传输速率，提升带宽。

2、第一方面，本申请实施例提供一种塑料光纤，所述塑料光纤包括n层聚合物层，所述n层聚合物层包括沿所述塑料光纤的径向由中心向外依次层叠的第一层聚合物层至第n层聚合物层，n为大于或等于5的整数；

3、所述n层聚合物层具有不同的折射率，且所述n层聚合物层中，有至少0.4n层聚合物层满足任意两两之间的厚度差大于或等于5％，其中，当0.4n为非整数时向下取整。

4、本申请实施例的塑料光纤为塑料光纤裸纤，该塑料光纤通过设计多层具有不同折射率的聚合物层，并控制有一定数量占比的聚合物层任意两两之间具有5％或以上的厚度差，可有效提升塑料光纤的信道传输速率，提升带宽，该塑料光纤相比于市场成熟产品si(阶跃折射率)结构塑料光纤具有更高的带宽性能，且具有较低的制备成本；将该塑料光纤用于通信网络，有利于提升用户体验。

5、本申请实施方式中，所述n层聚合物层中，有至少0.5n层聚合物层满足任意两两之间的厚度差大于或等于5％，其中，当0.5n为非整数时向下取整。

6、本申请实施方式中，所述n层聚合物层中，有至少0.7n层聚合物层满足任意两两之间的厚度差大于或等于5％，其中，当0.7n为非整数时向下取整。

7、本申请实施方式中，所述n层聚合物层中，有至少0.4n层相邻的聚合物层满足任意两两之间的厚度差大于或等于5％，其中，当0.4n为非整数时向下取整。

8、本申请实施方式中，所述n层聚合物层中，有至少0.4n层聚合物层满足任意两两之间的厚度差大于或等于10％，其中，当0.4n为非整数时向下取整。

9、本申请实施方式中，所述n层聚合物层中，至少自第一层聚合物层至第n-1层聚合物层任意两两之间的厚度差大于或等于10％。

10、本申请实施方式中，所述n层聚合物层中，有至少0.5n层聚合物层具有不同的厚度，其中，当0.5n为非整数时向下取整。

11、本申请实施方式中，所述n层聚合物层中，有至少0.7n层聚合物层具有不同的厚度，其中，当0.7n为非整数时向下取整。

12、本申请实施方式中，所述n层聚合物层中，至少自所述第一层聚合物层至所述第n-1层聚合物层，聚合物层的厚度逐渐减小。

13、本申请实施方式中，所述n层聚合物层中，至少自所述第一层聚合物层至所述第n-1层聚合物层，聚合物层的折射率依次逐层降低。

14、本申请实施方式中，所述n层聚合物层中，自所述第一层聚合物层至所述第n层聚合物层，聚合物层的折射率依次逐层降低。

15、本申请实施方式中，所述n层聚合物层中，任意相邻的两个所述聚合物层的折射率差值大于或等于0.001。

16、本申请实施方式中，所述n层聚合物层包括聚甲基丙烯酸甲酯、改性聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、改性聚碳酸酯中的一种或多种。

17、本申请实施方式中，所述n层聚合物层包括改性聚甲基丙烯酸甲酯；或者所述n层聚合物层包括聚甲基丙烯酸甲酯和改性聚甲基丙烯酸甲酯。

18、本申请实施方式中，所述改性聚甲基丙烯酸甲酯包括含氟元素的聚甲基丙烯酸甲酯和/或含芳香环结构的聚甲基丙烯酸甲酯。

19、本申请实施方式中，所述改性聚甲基丙烯酸甲酯包括含氟元素的聚甲基丙烯酸甲酯，所述n层聚合物层中，沿自所述第一层聚合物层向所述第n层聚合物层的方向，氟元素的含量增大。

20、本申请实施方式中，所述改性聚甲基丙烯酸甲酯包括含芳香环结构的聚甲基丙烯酸甲酯，所述n层聚合物层中，沿自所述第一层聚合物层向所述第n层聚合物层的方向，芳香环结构的含量减小。

21、本申请实施方式中，所述n为5-100的整数。

22、本申请实施例提供的塑料光纤，可作为塑料光纤裸纤，还可以进一步用于制备光缆、跳线、使用塑料光纤的光模块、光传输系统、光学及信息通讯系统。该塑料光纤具有高传输带宽，有利于提升信号传输速率，提升用户体验。

23、本申请实施例第二方面提供一种塑料光纤的制备方法，包括：

24、将n层聚合物层的原料分别置于n个挤出机中，采用多层挤塑成型工艺成型获得具有n层聚合物层的塑料光纤；

25、所述n层聚合物层包括沿所述塑料光纤的径向由中心向外依次层叠的第一层聚合物层至第n层聚合物层，n为大于或等于5的整数；所述n层聚合物层具有不同的折射率，且所述n层聚合物层中，有至少0.4n层聚合物层满足任意两两之间的厚度差大于或等于5％，其中，当0.4n为非整数时向下取整。

26、本申请实施例的塑料光纤的制备方法，工艺简单，可实现高传输宽带塑料光纤的制备。

27、本申请实施例第三方面提供一种通信介质，包括套管和设于所述套管中的塑料光纤，所述塑料光纤包括本申请实施例第一方面所述的塑料光纤或本申请实施例第二方面所述的制备方法制得的塑料光纤。

28、本申请实施例第四方面提供一种光模块，包括光电转换器和塑料光纤，所述光电转换器上设有用于连接所述塑料光纤的端口，所述塑料光纤包括本申请实施例第一方面所述的塑料光纤或本申请实施例第二方面所述的制备方法制得的塑料光纤。

29、本申请实施例第五方面提供一种光传输系统，包括光发送机、光接收机和塑料光纤，所述光发送机和所述光接收机上设有用于连接所述塑料光纤的端口，所述塑料光纤包括本申请实施例第一方面所述的塑料光纤或本申请实施例第二方面所述的制备方法制得的塑料光纤。

1.一种塑料光纤，其特征在于，所述塑料光纤包括n层聚合物层，所述n层聚合物层包括沿所述塑料光纤的径向由中心向外依次层叠的第一层聚合物层至第n层聚合物层，n为大于或等于5的整数；

2.如权利要求1所述的塑料光纤，其特征在于，所述n层聚合物层中，有至少0.5n层聚合物层满足任意两两之间的厚度差大于或等于5％，其中，当0.5n为非整数时向下取整。

3.如权利要求1或2所述的塑料光纤，其特征在于，所述n层聚合物层中，有至少0.7n层聚合物层满足任意两两之间的厚度差大于或等于5％，其中，当0.7n为非整数时向下取整。

4.如权利要求1所述的塑料光纤，其特征在于，所述n层聚合物层中，有至少0.4n层相邻的聚合物层满足任意两两之间的厚度差大于或等于5％，其中，当0.4n为非整数时向下取整。

5.如权利要求1所述的塑料光纤，其特征在于，所述n层聚合物层中，有至少0.4n层聚合物层满足任意两两之间的厚度差大于或等于10％，其中，当0.4n为非整数时向下取整。

6.如权利要求5所述的塑料光纤，其特征在于，所述n层聚合物层中，至少自第一层聚合物层至第n-1层聚合物层任意两两之间的厚度差大于或等于10％。

7.如权利要求1所述的塑料光纤，其特征在于，所述n层聚合物层中，有至少0.5n层聚合物层具有不同的厚度，其中，当0.5n为非整数时向下取整。

8.如权利要求7所述的塑料光纤，其特征在于，所述n层聚合物层中，有至少0.7n层聚合物层具有不同的厚度，其中，当0.7n为非整数时向下取整。

9.如权利要求1-8任一项所述的塑料光纤，其特征在于，所述n层聚合物层中，至少自所述第一层聚合物层至所述第n-1层聚合物层，聚合物层的厚度逐渐减小。

10.如权利要求1-9任一项所述的塑料光纤，其特征在于，所述n层聚合物层中，至少自所述第一层聚合物层至所述第n-1层聚合物层，聚合物层的折射率依次逐层降低。

11.如权利要求10所述的塑料光纤，其特征在于，所述n层聚合物层中，自所述第一层聚合物层至所述第n层聚合物层，聚合物层的折射率依次逐层降低。

12.如权利要求1-11任一项所述的塑料光纤，其特征在于，所述n层聚合物层中，任意相邻的两个所述聚合物层的折射率差值大于或等于0.001。

13.如权利要求1-12任一项所述的塑料光纤，其特征在于，所述n层聚合物层包括聚甲基丙烯酸甲酯、改性聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、改性聚碳酸酯中的一种或多种。

14.如权利要求13所述的塑料光纤，其特征在于，所述n层聚合物层包括改性聚甲基丙烯酸甲酯；或者所述n层聚合物层包括聚甲基丙烯酸甲酯和改性聚甲基丙烯酸甲酯。

15.如权利要求14所述的塑料光纤，其特征在于，所述改性聚甲基丙烯酸甲酯包括含氟元素的聚甲基丙烯酸甲酯和/或含芳香环结构的聚甲基丙烯酸甲酯。

16.如权利要求15所述的塑料光纤，其特征在于，所述改性聚甲基丙烯酸甲酯包括含氟元素的聚甲基丙烯酸甲酯，所述n层聚合物层中，沿自所述第一层聚合物层向所述第n层聚合物层的方向，氟元素的含量增大。

17.如权利要求15所述的塑料光纤，其特征在于，所述改性聚甲基丙烯酸甲酯包括含芳香环结构的聚甲基丙烯酸甲酯，所述n层聚合物层中，沿自所述第一层聚合物层向所述第n层聚合物层的方向，芳香环结构的含量减小。

18.如权利要求1-17任一项所述的塑料光纤，其特征在于，所述n为5-100的整数。

19.一种塑料光纤的制备方法，其特征在于，包括：

20.一种通信介质，其特征在于，包括套管和设于所述套管中的塑料光纤，所述塑料光纤包括权利要求1-18任一项所述的塑料光纤或权利要求19所述的制备方法制得的塑料光纤。

21.一种光模块，其特征在于，包括光电转换器和塑料光纤，所述光电转换器上设有用于连接所述塑料光纤的端口，所述塑料光纤包括权利要求1-18任一项所述的塑料光纤或权利要求19所述的制备方法制得的塑料光纤。

22.一种光传输系统，其特征在于，包括光发送机、光接收机和塑料光纤，所述光发送机和所述光接收机上设有用于连接所述塑料光纤的端口，所述塑料光纤包括权利要求1-18任一项所述的塑料光纤或权利要求19所述的制备方法制得的塑料光纤。