原创发展中的光纤照明

 2008-11-17 11:17  1119 5 5 分类: 工程师职场

发展中的光纤照明

光纤照明是近年新发展起来的一门全新高科技照明技术。它是采用光导纤维（简称光纤，又称光波导)，利用全反射原理，通过光纤把光传送到人们需要光的任何地方进行照明。光纤照明的特点之一是装饰性强。通过光纤输出的光，不仅明暗可调，而且颜色可变，是动态夜景照明比较理想的光源；二是安全，光纤本身不带电、不怕水、不易破损，而且体积小、柔软可挠性好，使用安全;三是光纤的使用寿命长，维修工作量很小。

因光纤照明的发光点或发光体远离发光器光源，而发光器又安装在维修方便的地方，故检修起来十分方便。光纤照明技术近年发展很快，照明实例不胜枚举。它是一种独特的照明新技术，现已广泛应用于工业、科研、医学及景观设计中，并在国内外市场中已形成各类产品，有着不可估量的发展前景。

光纤照明原理

光纤照明系统是由光源、反光镜、滤色片及光纤组成。

当光源通过反光镜后，形成一束近似平行光。由于滤色片的作用，又将该光束变成彩色光。当光束通过光纤后，彩色光就随着光纤的路径送到预定的地方。由于光在传输中的损耗，所以光源一般都很强。常用光源功率为150 ~ 250 W。为了获得近似平行光束，发光点应尽量小，近似于点光源。反光镜是获得近似平行光束的重要元件，所以一般采用非球面反光镜。滤色片是改变光束颜色的零件。

根据需要调换不同颜色的滤光片即可获得相应的彩色光。光纤是光纤照明系统中的主体，光纤的作用是将光传送或发射到预定地方。光纤分为端发光和体发光两种。前者将光束传到端点后，通过尾灯进行照明而后者本身就是发光体，形成一根柔性光柱。对光纤材料而论，必须是在可见光范围内，对光能量应损耗最小，以确保照明质量。但实际上不可能不损耗，所以光纤传送距离约 30 m左右为最佳。

光纤的种类

光纤有单股、多股和网状三种。单股光纤的直径为6～20mm，可分为体发光和端发光两种，而多股光纤均为端发光，其直径一般为0．5~3mm，而股数常见为几根至上百根。

网状光纤均由细直径的体发光光纤组成，可以组成柔性光带。从理论上讲，光线是直线传播的。但在实际应用中，人们都希望改变光线的传播方向。经过科学家数百年不懈的努力，可利用透镜和反光镜等光学元件无限次改变光线的传播方向。而光纤照明的出现正是建立在有限次改变光线传播方向的基础上，实现了光的柔性传播。正如圆弧经无数次分割后变成直线一样，光纤照明正是经无限次反射后光线随光纤的路径传送，实现了柔性传播。但是光纤照明的柔性传播并没有改变光线直线传播的经典理论。

光纤照明系统的构成

光纤照明系统可分成点发光（即末端发光）系统和线发光（即侧面发光）系统。光纤照明系统一般由发光器、发光导体和终端附件三部分组成。

（1）发光器

发光器装置包括光源、反射器、紫外线（UV）和红外线（IR）滤光器及旋转式玻璃色盘（选配件）。根据其内部所配光源不同，一般分为卤钨灯系列和金卤灯系列两种。其中卤钨灯光源功率一般为50W或75W，输入电压为交流12V（装置自带电源变压器），适用于博物馆或展览馆等对温度、湿度及紫外线、红外线有特殊控制要求的场所；金卤灯光源功率一般为150W或200W，输入电压为交流220V，适用于建筑物轮廓照明及立面照明等对光亮度要求较高的场所。

根据防护等级的不同，发光器装置一般分为室内型和室外型两种。旋转式玻璃色盘最多可配成八种颜色自动变换。该装置可由计算机按设定程序变化控制，也可由音响系统输出的音频信号同步控制。该装置自带电源插头，适用的电源为交流220V，50Hz。

（2）发光导体

发光导体一般由塑料或玻璃纤维束或单根塑料纤维构成，考虑到传输过程中的光衰减，其长度一般不超过30m，可通过系统串联解决。常见的发光导体有以下两种：一是点发光光纤。光纤外覆非常薄的塑料或玻璃纤维涂层，防止光线外泄，其外有一层不透明的衬层和一层塑料、橡胶或金属丝制的耐热、抗紫外线保护套（用于保护和支撑光纤），分室内型及室外防水型两种，均需配有发光终端附件；二是线发光光纤采用特殊结构，可通长发光，其外有一层透明的衬层和一层耐热、抗紫外线的PVC透明保护套，其外径规格有8mm、11mm及15mm三种，分室内标准型及室外防水型两种，均需配有不发光终端附件电池测试器 | 二氧化碳测试器 | 三用电表 | 转速计。

（3）终端附件