發(fā)展中的光纖照明

發(fā)展中的光纖照明

    光纖照明是近年新發(fā)展起來的一門全新高科技照明技術(shù)。它是采用光導(dǎo)纖維（簡(jiǎn)稱光纖，又稱光波導(dǎo))，利用全反射原理，通過光纖把光傳送到人們需要光的任何地方進(jìn)行照明。光纖照明的特點(diǎn)之一是裝飾性強(qiáng)。通過光纖輸出的光，不僅明暗可調(diào)，而且顏色可變，是動(dòng)態(tài)夜景照明比較理想的光源；二是安全，光纖本身不帶電、不怕水、不易破損，而且體積小、柔軟可撓性好，使用安全;三是光纖的使用壽命長(zhǎng)，維修工作量很小。

    因光纖照明的發(fā)光點(diǎn)或發(fā)光體遠(yuǎn)離發(fā)光器光源，而發(fā)光器又安裝在維修方便的地方，故檢修起來十分方便。光纖照明技術(shù)近年發(fā)展很快，照明實(shí)例不勝枚舉。它是一種獨(dú)特的照明新技術(shù)，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于工業(yè)、科研、醫(yī)學(xué)及景觀設(shè)計(jì)中，并在國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)中已形成各類產(chǎn)品，有著不可估量的發(fā)展前景。

    光纖照明原理

    光纖照明系統(tǒng)是由光源、反光鏡、濾色片及光纖組成。

    當(dāng)光源通過反光鏡后，形成一束近似平行光。由于濾色片的作用，又將該光束變成彩色光。當(dāng)光束通過光纖后，彩色光就隨著光纖的路徑送到預(yù)定的地方。由于光在傳輸中的損耗，所以光源一般都很強(qiáng)。常用光源功率為150 ~ 250 W。為了獲得近似平行光束，發(fā)光點(diǎn)應(yīng)盡量小，近似于點(diǎn)光源。反光鏡是獲得近似平行光束的重要元件，所以一般采用非球面反光鏡。濾色片是改變光束顏色的零件。

    根據(jù)需要調(diào)換不同顏色的濾光片即可獲得相應(yīng)的彩色光。光纖是光纖照明系統(tǒng)中的主體，光纖的作用是將光傳送或發(fā)射到預(yù)定地方。光纖分為端發(fā)光和體發(fā)光兩種。前者將光束傳到端點(diǎn)后，通過尾燈進(jìn)行照明而后者本身就是發(fā)光體，形成一根柔性光柱。對(duì)光纖材料而論，必須是在可見光范圍內(nèi)，對(duì)光能量應(yīng)損耗最小，以確保照明質(zhì)量。但實(shí)際上不可能不損耗，所以光纖傳送距離約 30 m左右為最佳。

    光纖的種類��

    光纖有單股、多股和網(wǎng)狀三種。單股光纖的直徑為6～20mm，可分為體發(fā)光和端發(fā)光兩種，而多股光纖均為端發(fā)光，其直徑一般為0．5~3mm，而股數(shù)常見為幾根至上百根。

    網(wǎng)狀光纖均由細(xì)直徑的體發(fā)光光纖組成，可以組成柔性光帶。從理論上講，光線是直線傳播的。但在實(shí)際應(yīng)用中，人們都希望改變光線的傳播方向。經(jīng)過科學(xué)家數(shù)百年不懈的努力，可利用透鏡和反光鏡等光學(xué)元件無限次改變光線的傳播方向。而光纖照明的出現(xiàn)正是建立在有限次改變光線傳播方向的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)了光的柔性傳播。正如圓弧經(jīng)無數(shù)次分割后變成直線一樣，光纖照明正是經(jīng)無限次反射后光線隨光纖的路徑傳送，實(shí)現(xiàn)了柔性傳播。但是光纖照明的柔性傳播并沒有改變光線直線傳播的經(jīng)典理論。

    光纖照明系統(tǒng)的構(gòu)成

    光纖照明系統(tǒng)可分成點(diǎn)發(fā)光（即末端發(fā)光）系統(tǒng)和線發(fā)光（即側(cè)面發(fā)光）系統(tǒng)。光纖照明系統(tǒng)一般由發(fā)光器、發(fā)光導(dǎo)體和終端附件三部分組成。

    （1）發(fā)光器

    發(fā)光器裝置包括光源、反射器、紫外線（UV）和紅外線（IR）濾光器及旋轉(zhuǎn)式玻璃色盤（選配件）。根據(jù)其內(nèi)部所配光源不同，一般分為鹵鎢燈系列和金鹵燈系列兩種。其中鹵鎢燈光源功率一般為50W或75W，輸入電壓為交流12V（裝置自帶電源變壓器），適用于博物館或展覽館等對(duì)溫度、濕度及紫外線、紅外線有特殊控制要求的場(chǎng)所；金鹵燈光源功率一般為150W或200W，輸入電壓為交流220V，適用于建筑物輪廓照明及立面照明等對(duì)光亮度要求較高的場(chǎng)所。

    根據(jù)防護(hù)等級(jí)的不同，發(fā)光器裝置一般分為室內(nèi)型和室外型兩種。旋轉(zhuǎn)式玻璃色盤最多可配成八種顏色自動(dòng)變換。該裝置可由計(jì)算機(jī)按設(shè)定程序變化控制，也可由音響系統(tǒng)輸出的音頻信號(hào)同步控制。該裝置自帶電源插頭，適用的電源為交流220V，50Hz。

    （2）發(fā)光導(dǎo)體

    發(fā)光導(dǎo)體一般由塑料或玻璃纖維束或單根塑料纖維構(gòu)成，考慮到傳輸過程中的光衰減，其長(zhǎng)度一般不超過30m，可通過系統(tǒng)串聯(lián)解決。常見的發(fā)光導(dǎo)體有以下兩種：一是點(diǎn)發(fā)光光纖。光纖外覆非常薄的塑料或玻璃纖維涂層，防止光線外泄，其外有一層不透明的襯層和一層塑料、橡膠或金屬絲制的耐熱、抗紫外線保護(hù)套（用于保護(hù)和支撐光纖），分室內(nèi)型及室外防水型兩種，均需配有發(fā)光終端附件；二是線發(fā)光光纖采用特殊結(jié)構(gòu)，可通長(zhǎng)發(fā)光，其外有一層透明的襯層和一層耐熱、抗紫外線的PVC透明保護(hù)套，其外徑規(guī)格有8mm、11mm及15mm三種，分室內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)型及室外防水型兩種，均需配有不發(fā)光終端附件電池測(cè)試器 | 二氧化碳測(cè)試器 | 三用電表 | 轉(zhuǎn)速計(jì)。

    （3）終端附件

    無論是點(diǎn)發(fā)光光纖還是線發(fā)光光纖的末端，均需配置終端附件。根據(jù)點(diǎn)發(fā)光光纖和線發(fā)光光纖的不同發(fā)光特點(diǎn)，有如下兩種類型的終端附件，一是發(fā)光終端附件，配置在點(diǎn)發(fā)光光纖終端的各類反射式或直射式類似于燈具的發(fā)光附件，有筒燈型、配透鏡型（可聚光或發(fā)散光）、地面專用型以及水下型終端；二是不發(fā)光終端附件，配置在線發(fā)光光纖終端，為不透明密閉型封套。