光在塑料光纖中的傳輸原理是什么？

　　子午光線在階躍型POF中的傳輸階躍型POF是一種具有芯皮結(jié)構(gòu)的光纖。

　　子午平面指的是包含有光纖軸的平面，所謂子午線，就是光線的傳播路徑始終在同一平面內(nèi)，子午光線總是和光纖軸相交的，光在一種均勻介質(zhì)傳播時是一種直線式傳播：當(dāng)光從一種介質(zhì)傳至另一介質(zhì)表面時，一般同時發(fā)生反射和折射；如果光從折射率小的光疏介質(zhì)射入折射率大的光密介質(zhì)時，則折射角小于入射角；而當(dāng)光從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)時折射角將大于入射角，因而當(dāng)光從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)時就有可能出現(xiàn)只有反射而無折射的現(xiàn)象，這就是全反射，全反射是光折射的一種邊界效應(yīng)，即光從一種透明介質(zhì)進入到另一種介質(zhì)里而發(fā)生彎曲的現(xiàn)象。POF就是通過全反射原理進行光傳輸?shù)摹?/p>

子午線在階躍型光纖中的幾何行程和反射次數(shù)

　　由于子午光線入射光纖中并不是同一角度，故而其在光纖中的幾何行程也不相同。無論是子午線在光線中的行程計算公式還是反射次數(shù)計算公式，都是假定光纖是處于非常理想狀態(tài)下——光纖非常直，光纖直徑均勻，光纖內(nèi)部無缺陷和光纖入射端面平直等，倘若光纖不在這一理想條件下，則入射子午線全反射的狀況就會發(fā)生變化，如有的會從光纖中反射出，有的反射角會發(fā)生變化等，因此光纖的傳輸損耗也會增加。

斜光線在階躍型折射率POF中的傳輸

　　所謂斜面光線，就是光在光纖中傳輸時，并不是像子午光線一樣保證在同一平面內(nèi)，它在光纖中傳輸時，其軌道通常是一空間螺旋曲線，其大入射角比子午線的大，但通常以子午線傳輸表征光纖的傳輸特性，自然這是理想的一種狀況。

光在漸變型折射率分布POF中的傳輸

　　對于漸變型折射率GI POF，同樣有子午線和斜光線，這種光纖折射率并不是一恒定常數(shù)，而是隨著離軸距離的增加而折射率下降；拋物線型折射率分布光纖具有較小的模式色散的特點，漸變折射分布有多種形式，當(dāng)折射率分布按二次方拋物線分布時，子午線在光纖中的傳播路徑為正弦曲線型，斜光線的傳播路徑為螺旋曲線，漸變型折射率POF多用于短距離數(shù)據(jù)傳輸，用于光纖照明較少。

　　這種光纖傳輸?shù)募す饽芰糠植冀咏麲auss分布，即在光纖軸附近具有更高的光能量密度，也就是說激光能量更為集中，其傳輸?shù)募す夤β拭芏龋ɑ蚍Q激光強度）I可認為與纖芯直徑α的平方成正比。若保持光纖傳輸?shù)募す夤β什蛔兊脑挘瑴p小光纖芯徑即減小傳輸激光能量的光纖纖芯的橫截面面積，則光纖傳輸?shù)募す夤β拭芏葘⒃黾樱?dāng)光在這種GI POF傳輸時，可以說是一種極低能量的傳輸。

側(cè)面發(fā)光POF的傳光原理

　　側(cè)面發(fā)光POF是指光在光纖傳輸過程中，不僅將傳輸光從光纖的入射端面?zhèn)鬏斨脸錾涠嗣妫疫€有一部分光從光纖包覆層透射出來，從而形成光纖側(cè)面發(fā)光的現(xiàn)象，這種光纖被稱為側(cè)面發(fā)光POF，其實質(zhì)是傳輸光有一部分從光纖側(cè)面泄漏出，是一種光散射的結(jié)果，對于單芯側(cè)面發(fā)光POF多是由非固有損耗產(chǎn)生的，而對于多芯側(cè)面發(fā)光POF則是由于彎曲損耗產(chǎn)生的。

　　因存在光傳輸損耗，側(cè)面發(fā)光的亮度將隨著與光源距離的增大而減小，為使光纖單位長度內(nèi)的亮度接近一致，可對單端光源的光纖按長度進行刻痕處理，隨光纖長度遞增，刻痕間距遞減。在實際使用過程中，當(dāng)側(cè)面發(fā)光POF的使用長度在30m以下時，多配用一臺150W金鹵燈光源，另端配用反光鏡或反光膜；當(dāng)側(cè)面發(fā)光POF的使用長度在30～60m之間時，多配用兩臺150W金鹵燈光源,以保證側(cè)面發(fā)光POF的側(cè)面發(fā)光的均勻性。

熒光POF的傳光原理

　　熒光POF就是在POF芯材中摻入一定量的熒光劑制備而成的POF，這種POF經(jīng)過特定波長的光照射后，將發(fā)出特定波長的光，其原理比較復(fù)雜，可簡單認為基態(tài)分子中成鍵電子吸收光后激發(fā)，然后單線態(tài)分子返回到基態(tài)，即發(fā)出熒光。熒光POF按折射率分布結(jié)構(gòu)分類，可分為熒光SI POF 和熒光GI POF，摻雜有機染料的POFA重要特性是在寬波長范圍內(nèi)提供高功率輸出。熒光POF的傳光原理滿足一般的SI型光纖的傳光特性，但入射光的波長不同于出射光的波長。

　　熒光POF還有另一種傳光方式，這就是入射光可從側(cè)面照射熒光POF，出射光從光纖兩端面出射，當(dāng)然入射光的波長不同于出射光的傳輸波長。  

　　熒光材料的光特性主要依賴于基質(zhì)材料，熒光POF增益放大特性同泵浦波長、熒光POF長度及所用摻雜劑和濃度有關(guān)。所謂增益G是指POF輸出信號光功率Pout與輸入光功率Pin之間的一種比值。