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聚合物侧面发光光纤的研究
朱源圆殷志东
中材科技南京玻璃纤维研究设计院,江苏南京
摘要: 聚合物侧面发光光纤是种新型照明光纤品种,以往其侧面发光性能的测试仅依靠实验数据进行对
比测试。本文在以往大量实验基础上,提出聚合物侧面发光光纤的发光机理模型,并采用多组实
验对模型进行论证,以期设计出可靠、精确地控制聚合物光纤侧面发光性能的机理模型,为聚合
物侧面发光光纤的定制化生产提供理论依据,并由此制造出适应各种照明要求的产品,以便这一
新型照明产品在各类照明系统中得以更为广泛的应用。
关键词: 聚合物光纤;侧面发光;发光机理模型

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聚合物侧面发光光纤是种新型照明光纤品种, 进行系统研究,并依据研究结果指导光纤的设计和
同以往的端面发光光纤不同,光线在它内部传输的生产具有十分重要的意义。
过程中也可以均匀的从侧面传输出去,从而形成线
发光机理模型
状发光,所以又可称之为线性光纤。
一直以来,人们对于聚合物侧面发光光纤侧面通过以往对大量侧发光光纤的测试发现,对于
发光性能的研究仅仅是基于以往生产和研发过程中侧发光光纤传光形式的正确描述应当考虑到光子在
积累的大量数据所做的经验总结,没有从发光原理各种传输途径中的传递和损失,包括光纤材料的芯
上对其进行系统的分析和验证,以至实际生产制作层、皮层和外包层的光传输、吸收和侧面散射,同
的光纤性能规格单一,根本无法满足市场需求,所样也应当包括后向散射和发光。而通过对常规单元
以从理论上对聚合物侧面发光光纤的侧面发光性能配方端发光光纤的数据分析,我们可以假设光纤中
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的侧向散射强度远远强于吸收以及其他损耗,那么结晶机理等。
芯层的光传输和侧向散射就成为仅有的两种光传递
方式。因此,我们提出以下假设:
侧向散射是造成光纤芯层传输过程中损失
的唯一考虑因素;
所有开始散射的光子穿过光纤圆柱形表面
时均无任何损失,而后又均匀射向四周空间。
基于以上假设,提出如下物理模型和公式。
如图,光穿过小段光纤的辐射强度

可以表述为: 长度
图光强随光纤长度的变化曲线
式和中, 为光线入射强度,,咄为光线出对聚合物光纤而言,由于其自身的特性,遵循上
射强度,为光线侧面散射,强度为侧向散射系数。这述机理实现光纤的侧面发光可以采取多种方法,包括
段光纤在任意个立体角方向的散射强度就可以表示锥面入射法、损伤芯皮结构法、光纤编织法、在光纤
为: 材或皮材中添加弥散剂法、光纤多包层法、改变芯皮
兀,~一足△折射率结构法、变芯径法、皮层结晶法等,所有这些方
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首先研究连续散射光纤, 它的●侧面散射系数尼在法,其目的就是使聚合物光纤的侧面发光并能在长度
整根光纤中保持恒定值。可以认为它是由很多依次方向上保持发光强度的均匀性。
排列的相同小段光纤排列而成,如图所示。根据公综合分析和比较上述几种方法,芯材巾添加弥
式,对于实际长度的侧发光强度函数可表示散剂法最适合实验论证,其原因如下:
为: 可选择性强
,一弥散剂法可在芯料中添加同