螢光光纖是在纖芯和包層中摻入了螢光物質和某些稀有元素構成的。螢光物質可以吸收特定波長範圍內的光, 使自身被激發, 隨之向各個方向發射出螢光, 其中輻射方向滿足纖芯-包層界面全反射條件的螢光將沿著光纖軸向傳輸。
基本介紹
- 中文名：螢光光纖
- 外文名：Fluorescence fiber
- 定義：利用光致發光材料構成的特殊光纖
- 成分：聚合物光纖
- 套用：裝飾、廣告以及感測等
- 學科：材料科學
概述,成分,光學性能,套用,
概述
螢光光纖是利用光致發光材料構成的一種特殊光纖。其工作原理是：在光纖纖芯摻有螢光材料，當激發光從側面或端面入射進纖芯時，纖芯中的發光材料被激發而發射螢光。此螢光將沿光纖傳播。所以實際上是一個會發光的光纖。這種光纖既可在特殊情況用作照明光源，也可用於光感測。
成分
螢光光纖一般是基於聚合物光纖，因為聚合物光纖便於摻進不同的光致發光的螢光材料。目前用於構成螢光光纖的芯材可選用普通的PC、PMMA和PS等。其中PMMA有較好的光學性能，並且同大多數用作摻雜劑的螢光有機物相容性較好。
螢光劑是有機染料的一種。其種類較多，可由人工合成，在製備螢光光纖時，應選擇螢光劑的折射率和纖芯聚合物材料的折射率相同或相近。此外螢光材料還應具有較高的光致發光效率；較好的化學穩定性和熱穩定性等。此外在選材時還應注意使螢光材料的吸收光譜和螢光光譜儘量分開。
已成功用於螢光光纖的螢光材料有很多，幾種較典型的螢光材料有以下兩類。
(2)稀土離子：稀土離子包括釹離子Nd3+，銪離子Eu3-和釤離子Sm3+等。
光學性能
由螢光材料構成的螢光光纖，因其基質材料主要是聚合物，因而具有一般聚合物單模光纖和多模光纖相同的光學特性，機械特性和熱學特性等。其主要差別是：螢光光纖具有發光特性，而一般的石英質光纖和聚合物光纖則無發光性能，只有傳光性能，所以螢光光纖可作光源。
套用
螢光光纖主要是利用光致發光的特性，其典型套用舉例如下：
(1)光纖感測器——螢光光纖感測器是由具有在位、線上、實時、遠程、可逆、穩定等特點的光纖感測技術結合螢光分析的特異、敏感等優點而發展起來的, 已在分析領域得到廣泛的套用。
螢光光纖檢測激發光的是否存在和光的強弱，例如，利用紫外雷射的螢光光纖，可檢測高壓電氣設備中的電暈放電現象（高壓電放電的電弧光，一般為紫光），以監測此設備是否運行安全。利用X光激發光纖中的螢光則可用於X光發生的圖像的檢測和傳輸。
(2)光纖光源——利用螢光光纖的發光特性，可用於汽車和軍用設備等場合的儀表照明。
(3)螢光光纖放大器——由於螢光光纖中的光致發光材料有較高的能量轉換效率，因而用螢光光纖可構成光纖放大器，利用螢光的高轉換效率使光纖中輸入的信號光得以放大。
