聚合物塑膠纖維特征消耗的測算

     PMMA中CH諧波吸收波譜的擬合一般用洛侖茲函數或高斯函數模擬光譜<3>。對塑料光纖CH振動吸收來說，高斯函數模擬的波形下降太快，各次波形相互之間沒有影響，不符合實際情況，故本文選擇洛侖滋函數表示PMMA中量子數為v的CH吸收損耗波譜為（v）=1B2/4+（v-v0）2（1）式中：B為波譜的半峰寬（中線段AB）；v為任意波數；v0為量子數為v的波譜中心的波數。當v=v0時，有
　　根據以上的模型計算發現，CH損耗值在較大波數時數值偏大（在20000cm-1時，損耗值大于103dB/km），這顯然與實際不符。這主要因為洛侖茲557第6期儲九榮，等：聚甲基丙烯酸甲酯塑料光纖本征損耗的計算函數在距離對稱中心較遠時下降較慢，導致低次諧波對高次諧波的影響太大，如所示。
　　考慮到諧波之間的相互影響，假設相鄰兩諧波之間有影響，其余無影響。把擬合結果與實際測量的CH諧波吸收損耗結果進行了對比。
　　這與實際圖譜比較相符，說明擬合方法是正確、可行的。在短波長時，擬合值比實際值要小，這主要因為擬合值沒有包括散射損耗、電子轉移吸收損耗等其他本征損耗，而這些損耗在短波長處不可忽略。
　　瑞利散射分析由于材料中存在體積較大的不均勻異質體，導致密度波動，從而產生本征瑞利散射<5>。利用有關數據，推導出PMMA芯塑料光纖的本征瑞利散射為R=iso+aniso=2.8710-16/4（6）資料報道<4>PMMA塑料光纖瑞利散射的經驗公式為R=2.1710-16/4（7）這與我們的計算結果差不多。由可見，在短波長區域，瑞利散射損耗較大，而在長波長區，該損耗急劇下降到0.因此，如果把PMMA塑料光纖的通光窗口移向長波方向，將很好地降低光纖的損耗。
　　PMMA塑料光纖的瑞利散射損耗3電子轉移吸收一般電子轉移吸收峰出現在紫外光譜區，而它們的吸收尾端部分影響光纖的光傳輸損耗。
　　對于制備PMMA的原料，它們的損耗與波長呈線性關系，而PMMA在360nm波長處有著大吸收，并且在較低和較高波長區域也呈線性關系。在可見光及近紅外區域，PMMA電子轉移吸收的線性部分遵循Urbach關系<6>e=1.5810-12e1.1510-3（8）式中：單位為cm，e單位為dB/km.從可見，電子轉移吸收對PMMA塑料光纖損耗的影響較小，在透光窗口處近似等于0。
　　PMMA塑料光纖本征損耗的計算根據上面的分析，塑料光纖的損耗極限（本征損耗）包括CH振動吸收、瑞利散射吸收和電子轉移吸收<7>。利用前面推導的理論公式對PMMA的本征損耗進行了計算，結果見和。從可見，在518nm、567nm附近，PMMA塑料光纖的光纖的電子轉移吸收損耗損耗小于50dB/km是完全可能的，這里瑞利散射對損耗的影響比較大，它增大了塑料光纖的損耗值。