1SIPOF的結構示意。POF的結構原理光學透明材料作為纖芯，以較低折射率的篼分子光學透明材料為包層所構成，纖芯的直徑一般為必0.2~3.0mm皮層的厚度一般纖芯的6%，纖芯材料的折射率，比皮層的折射率2大0.1左右，這樣入射纖芯的光線就會在芯皮形成的界面上反復地發生全反射而被傳輸21，如所示。
2POF的材料選擇POF的材料時，主要應考慮光學塑料的透光性能和折射率。作為PF的芯料必須是非晶態的高透明的高分子材料，光學塑料的折射率與塑料的化學組成有關。一般來講，組成中具有的官能團越多，折射率就越大，當在基體中引入原子量大的原子或極性大的官能團，折射率就會增加，反之折射率就會越小。對大多數塑料來說，折射率均在1.4-1.6之間W.目前被用作POF芯材的高分子材料只有3種：（1）聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）；（2）聚苯乙烯（PS）；（3）氘化聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA-d8）。3種芯材的分子式如所示4.含氟高分子和有機硅高分子表現出較低的折射率，與上述3種芯材匹配，見表1.表1塑料光纖的相附匹配芯材皮料名稱折射率“丨名稱折射率組合1聚苯乙烯（PS）聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）組合2聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）四氟乙稀和偏氟乙稀共聚物（fm）組合3氘化聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA-d8）全基側鏈甲基丙烯酸甲酯（FPMMA）3種芯料的分子結構式造成POF損耗的主要因素要研制低損耗的POF，首先必須分析造成POF光損耗的主要因素，根據分析的結果，來制定POF的制造工藝。光損耗主要因素見表2.表2影響光損耗的主要因素固有因素吸收高分子鏈中C-H鍵紅外振動的倍頻吸收電子能級躍遷紫外帶在可見光區的延伸高分子密度和組成波動引起的瑞利散射非固有因素吸收過渡金屬的存在有機雜質塵埃、氣泡的存在芯皮界面的不完整，光纖直徑的波動高分子材料因拉伸引起的雙折射現象固有因素與制造POF的材料有關，一旦材料選定，光損耗值也就固定了，而非固有因素卻與光纖的研制工藝有關，我們可以預先對原料進行精制，去除原料中的金屬離子，有機雜質和塵埃。采用高溫本體聚合反應的方法，以保證芯材的純度。在聚合體系中加入分子量調節劑和第二單體，使聚合物具有適當的玻璃化溫度、粘流溫度和熔融溫度，從而具有良好的拉絲性能和機械性能。使整個生產系統處在一個密閉的環境中，以避免雜質的混入。
POF的制作工藝目前普通階躍型折射率光纖（SIPOF）的芯材主要是PMMA和PS兩種材料所制成，如果芯材采用折射率=1.492的PMMA，皮層材料可以采用折射率=1.40的含氟聚合物。如果芯材采用=1.59的PS，皮層材料可采用PMMA. SIP0F連續生產的工藝流程圖如所示。整個工藝由原料的精制過程、聚合過程和拉絲過程3部分組成，整個系統處在一個密閉的環境中，防止雜質和污染。
利用上述方法工業化生產以PMMA為芯材的POF光損耗己基本可達到低于200dB/km，使用范圍可以達到5（K100m. 4.2原料的精餾過程作為共聚原料的單體MMA和（11）皮料擠出機EA必須經過精館提純后才能，精餾的目的是去除單體的低沸點有機物和高沸點的有機物雜質以及水分，同時單體的過渡金屬離子，不溶性的固體雜質也一并被去除。同樣分子量調節劑和引發劑也要經過精館提純。
以去除過渡金屬離子和不溶性的固體雜質。
4.3聚合反應過程引發劑的選取。本體聚合時存在“自動加速作用”問題。當單體的轉化率達到20-30%時，由于體系粘度逐漸增加，單體可以自由擴散與長鏈游離基進行鏈增長反應，但鏈游離基活動受阻，鏈終止反應，速率下降，結果引起聚合速率的突升。由于聚合反應進行劇烈，放出大量的熱量，體系溫度劇烈升高，又會弓丨起引發劑分解速率的增加，產生更多的游離基，進一步加劇了聚合反應的激烈程度，體系'粘度會度得更大，產生的熱量更多。如果此時不能及時轉移熱量，會引起爆聚。解決的方法之一就是選取高溫引發劑，使引發劑的明顯分解發生在高溫狀態下，高溫下體系有較小的粘度，這樣有利于熱量的轉移，可以降低自動加速作用的負效應，從而避免爆聚反應的發生。
本工藝選取過氧化二特丁基為引發劑。該試劑在常壓下為無色液體，沸點109C，分子式C8H1802，相對分子量146.23過氧化二燒基化合物，當燒基為直鏈結構時不穩定，低級者易爆炸。而烷基具有多支鏈者，例如：過氧化二特丁基，則可在常壓下蒸餾而不分解。本工藝采用在壓力26.3kpa，7（TC下蒸餾精制。過氧化二特丁基的使用溫度為13（M5（TC，分子量調節。為了克服芯料在成絲過程中光纖截面的不圓和表面光潔度不好而帶來的光散射損耗，就必須使光纖芯料具有適當的粘流溫度（高分子長鏈開始移動時的溫度）和較低的熔融粘度（高分子長鏈在流動的表觀粘度）。按照高分子鏈的兩種運動單元的概念，玻璃化溫度（7p是鏈段開始運動的溫度，7；只與分子結構有關，而且與分子量有很大關系，分子鏈越長，分子鏈間的力越大，內摩擦力就越大。尤其象PMMA這種帶有極性側基的塑料來說，尤為明顯。作為POF芯料的PMMA其數均分子量應在50000-150000之間，分子量小于50000，則拉出的光纖機械強度很差：分子量大于150000，則加工成型困難。
本工藝選用正丁硫醇為分子量調節劑，該試劑為無色透明液體，分子式為C4HWS，相對分子量90.19.在MMA的聚合時，長鏈游離基向正丁硫醇的鏈轉移常數為0.67.高分子鏈主要在鏈轉移反應中生成。數均聚合度與分子量調節劑的初始濃度有如下關系：其中cs為鏈轉移常數，取0.67；叫。為單體的初始濃度（mol/l）；間。為分子量調節劑初始濃度（mol/1）；x為單體的總轉化率，數均分子量=MMA分子量X瓦=100.11X.分子量調節劑的用量范圍為1Xl2~2X10%il/L共聚改性。本工藝選用丙烯酸乙酯（EA）作為第二單體與PMMA共聚。EA的a碳原子上的取代基為單取代基，因此生成的均聚物的高分子鏈的內旋轉移空間阻礙小，rg-24t：。MMA加入第二單體EA共聚后，生成的共聚物的鏈段變小，Tg下降，拉成的光纖韌性變大。同時由于鏈段的變小，也使粘流溫度和熔融粘度變小。EA的用量為單體總量的5-15%，由原來的均聚時的105C變為9986C.聚合設備。本工藝采用間歇本體聚合的方法，聚合反應釜由不銹鋼材料制成，內部拋光，聚合反應釜內徑為0150mm，筒體高為600mm，底部錐體為60度。聚合反應釜上部由加料口、排氣口和加氣口，釜外部有加熱套。
（5）聚合反應的工藝流程。聚合開始時應緩慢加熱，促使引發劑分解。當聚合時間到24小時后，料的中；11溫度可升到9（TC以上，出現自動加速，料溫急劇上升，上升速率約為0.8C/min，般溫度可升到120~150C.自動加速階段應停止加溫，可關閉電源，自動加速階段過后，單體轉化率達到90%以上。該階段叫做后期聚合反應階段。后期聚合反應階段結束后，應慢慢升溫，使料溫達到210C左右，該階段叫做均質階段。均質階段分為升溫段和恒溫段當料溫達到2000時，這時應在負壓下每隔4小時放氣一次，脫除物料中因局部聚合劇熱產生的氣泡和末反應的的單體，并通過物料的熱運動達到密度一致性。聚合反應過程結束后，料溫不應降到常溫，而應降到拉絲溫度（188198.C）就可直接拉絲。
拉絲過程POF的皮料采用含氟樹脂，該樹脂與PMMA的結合性很好。POF在拉絲模具中復合而成。芯料用氮氣從聚合釜直接通過拉絲模具。皮料由擠出機擠入模具口模，芯料溫度188-198.（：，拉絲口模溫度lWC，擠出機機頭溫度215C，拉絲速度為5~20m/min.采用上述工藝控制成的POF性能指標如下：光損耗：小于2/km（632.8nm）；數值孔徑：0.5；使用從光損耗的指標來看，用本工藝拉制的POF可達到使用長度50~100m，光纖的制造過程雖處在一密閉的系統中，但聚合過程有一間歇過程，所以該制造工藝屬小規模制造塑料光纖的工藝。若要擴大生產規模，可以在此基礎上改進成連續聚合拉絲過程。