高分子光導纖維開發之初，僅用于汽車照明燈的控制和裝飾。現在主要用于醫學、裝飾、汽車、船舶等方面，以顯示元件為主。在通信和圖像傳輸方面，高分子光導纖維的應用日益增多，工業上用于光導向器、顯示盤、标識、開關類照明調節、光學傳感器等。
1、通信應用光導纖維可以用在通信技術裡。1979年9月，一條3、3公裡的120路光纜通信系統在北京建成，幾年後上海、天津、武漢等地也相繼鋪設了光纜線路，利用光導纖維進行通信；
2、醫學應用，光導纖維内窺鏡可導入心髒和腦室，測量心髒中的血壓、血液中氧的飽和度、體溫等。用光導纖維連接的激光手術刀已在臨床應用，并可用作光敏法治癌；
3、傳感器應用，光導纖維可以把陽光送到各個角落，還可以進行機械加工。計算機、機器人、汽車配電盤等也已成功地用光導纖維傳輸光源或圖像。
4、光纖藝術應用，場所外立面局部采用光纖三維鏡，光纖瀑布、光纖立體球等藝術造型。
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