本发明涉及传导光纤技术领域，具体而言涉及一种改变塑料光纤数值孔径的方法。
背景技术：
光纤是由纤芯、包层所组成的圆柱形的介质光波导。纤芯的折射率总是比包层的折射率略大。当光波从折射率较大的介质入射进入较小的介质时，会在两种介质的边界发生折射和反射。斯奈尔（Snell）定律描述了入射角和折射角与介质折射率的关系。一束子午光线在一个阶跃折射率光纤中传播时，设纤芯的折射率是 n1，包层的折射率为n2，光线从折射率为n0的介质中进入光纤纤芯，光线与光纤轴之间的夹角为θ0。光线进入纤芯后以入射角α投射到纤芯与包层的界面上，并在界面上发生折射和反射，设折射角是θ2，则有：
设当α＝θc时，折射角θ2＝90°，这时，所有入射的光都不会进入n2介质。当α＞θc时，即n1和n2的界面上有全反射发生。
在n1和n2的界面上有全反射发生时，在空气（no＝1）中光线的最大入射角岛θo,max应满足的关系：
其中Δ=(n1-n2)/n1是光纤芯层与包层的相对折射率差。
NA是一个无量纲的数，它表示光纤接收和传输光的能力。通常NA的数值在0.14～0.5范围之内。光纤的数值孔径NA越大，光线可以越容易地被耦合到光纤中。
入射到光纤端面的光并不能全部被光纤所传输，只是在某个角度范围内的入射光才可以。这个角度a的正弦值就称为光纤的数值孔径（NA＝sina）
光纤的数值孔径大小与纤芯折射率及纤芯－包层相对折射率差有关。从物理上看，光纤的数值孔径表示光纤接收入射光的能力。NA越大，则光纤接收光的能力也越强。从增加进入光纤的光功率的观点来看，NA越大越好，因为光纤的数值孔径大些对于光纤的对接是有利的。但是NA太大时，光纤的模畸变加大，会影响光纤的带宽。因此，在光纤通信系统中，对光纤的数值孔径有一定的要求。通常为了最有效地把光射入到光纤中去，应采用其数值孔径与光纤数值孔径相同的透镜进行集光。
对于塑料光纤而言，塑料光纤的结构为高折射率的芯层材料外包一层低折射率的材料来实现光的全反射，其生产工艺一般为芯皮层共挤形成。整根的光纤其NA值不变。在有些场合应用中，需要改变入光或出光的NA值，并且中间传输部分不变。
技术实现要素：
本发明目的在于提供一种改变塑料光纤数值孔径的方法，包括：
将单芯塑料光纤需要改变数值孔径的一端，去除原有皮层长度10-100mm；
再根据芯层材料折射率配比皮层单体的折射率，将新的皮层单体涂敷在原有芯层外面；
最后采用紫外辐照引发皮层单体的固化，新皮层的厚度控制在10-20um。
在本发明的实现中，对于单体固化工艺，紫外光引发单体固化是一种快速有效的方法，塑料光纤的皮层厚度控制在这个范围内，新皮层厚度控制到10-20um，基本保持同原结构物理尺寸不变，同时最大限度的在满足光全反射定律的所需皮层厚度的情况下保持原光纤芯层有效通光直径不变。
进一步的实施例中，所述方法中，采用单次或多次涂覆固化。在光纤皮层涂覆过程中，因不同单体粘度不一样，每次涂覆的厚度会有差异，为了达到所需皮层厚度，根据每次涂覆固化后形成的皮层厚度来确定最后涂覆的次数。
进一步的实施例中，所述方法中，去除原有皮层的方法包括化学溶解法或者电极电弧去除法中的一种。
进一步的实施例中，所述方法中，单芯塑料光纤的直径范围从250um至3000um。
进一步的实施例中，所述方法中，单芯塑料光纤材料为PS塑料光纤(聚苯乙烯) 、PMMA塑料光纤(聚甲基丙烯酸酯) 或者PC塑料光纤（聚碳酸酯）等聚合物光纤。
进一步的实施例中，所述方法适用于SI型（阶跃型）塑料光纤。
应当理解，前述构思以及在下面更加详细地描述的额外构思的所有组合只要在这样的构思不相互矛盾的情况下都可以被视为本公开的发明主题的一部分。另外，所要求保护的主题的所有组合都被视为本公开的发明主题的一部分。
结合附图从下面的描述中可以更加全面地理解本发明教导的前述和其他方面、实施例和特征。本发明的其他附加方面例如示例性实施方式的特征和/或有益效果将在下面的描述中显见，或通过根据本发明教导的具体实施方式的实践中得知。
附图说明
附图不意在按比例绘制。在附图中，在各个图中示出的每个相同或近似相同的组成部分可以用相同的标号表示。为了清晰起见，在每个图中，并非每个组成部分均被标记。现在，将通过例子并参考附图来描述本发明的各个方面的实施例，其中：
图1是使用本发明的方法所制备的新的塑料光纤的结构示意图。
具体实施方式
为了更了解本发明的技术内容，特举具体实施例并配合所附图式说明如下。
在本公开中参照附图来描述本发明的各方面，附图中示出了许多说明的实施例。本公开的实施例不必定意在包括本发明的所有方面。应当理解，上面介绍的多种构思和实施例，以及下面更加详细地描述的那些构思和实施方式可以以很多方式中任意一种来实施，这是因为本发明所公开的构思和实施例并不限于任何实施方式。另外，本发明公开的一些方面可以单独使用，或者与本发明公开的其他方面的任何适当组合来使用。
根据本发明的实施例，一种改变塑料光纤数值孔径的方法，包括下述步骤：
将单芯塑料光纤需要改变数值孔径的一端，去除原有皮层长度10-100mm；
再根据芯层材料折射率配比皮层单体的折射率，将新的皮层单体涂敷在原有芯层外面；
最后采用紫外辐照引发皮层单体的固化，新皮层的厚度控制在10-20um。
在一些实施例中，可以采用单次或多次涂覆固化来改变数值孔径。
前述步骤中，去除原有皮层的方法包括化学溶解法或者电极电弧去除法中的一种。
前述步骤中，单芯塑料光纤的直径范围从250um至3000um。
本方法所适用的单芯塑料光纤材料为PS塑料光纤(聚苯乙烯) 、PMMA塑料光纤(聚甲基丙烯酸酯) 或者PC塑料光纤（聚碳酸酯）等聚合物光纤。尤其是适用于SI型（阶跃型）塑料光纤。
下面结合一个具体的例子和图1所示，更加具体地说明前述方法的实施。
将直径1000um PMMA塑料光纤一端采用电极电弧法去除50mm长度的皮层长度，PMMA光纤芯层1折射率为1.49，皮层2（原来的皮层）折射率为1.41，数值孔径NA值为0.5，配比皮层单体Telflon AF2400，折射率调至1.29, 涂覆至已去皮层的PMMA芯层上，采用紫外辐照引发Telflon AF2400聚合后形成新的皮层3，皮层厚度10um。结果，制备得到的新的出光口部分光纤数值孔径NA值改变至0.746。由此，达到改变塑料光纤数值孔径的操作和目的。
虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。