光纖照明的原理與應(yīng)用

光纖照明的原理與應(yīng)用摘要：在照明技術(shù)中，光纖照明是一枝獨(dú)秀的照明新技術(shù)。本文詳細(xì)地闡述了光纖照明的原理和特點(diǎn)。并著重介紹了光纖照明的產(chǎn)品及應(yīng)用。關(guān)鍵字：光導(dǎo)纖維光纖照明燈具產(chǎn)品與應(yīng)用一、概述在照明技術(shù)中，光光纖照明是一一枝獨(dú)秀的照照明新技術(shù)。由由于它具有光光的柔性傳輸輸，安全可靠靠。所以廣泛泛地應(yīng)用于工工業(yè)、科研、醫(yī)醫(yī)學(xué)及景觀設(shè)設(shè)計(jì)中，并在在國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)場(chǎng)中已形成各各類產(chǎn)品。本本文僅以個(gè)人人學(xué)習(xí)和實(shí)踐踐中的有限知知識(shí)重點(diǎn)介紹紹景觀設(shè)計(jì)中中的光纖照明明技術(shù)及產(chǎn)品品和應(yīng)用以求求教同行專家家。二、光纖照明的的原理光纖照明系統(tǒng)是是由光源、反反光鏡、濾色色片及光纖組組成，如圖一一所示。當(dāng)光源通過(guò)反光光鏡后，形成成一束近似平平行光。由于于濾色片的作作用，又將該該光束變成彩彩色光。當(dāng)光光束進(jìn)入光纖纖后，彩色光光就隨著光纖纖的路徑送到到預(yù)定的地方方。由于光在途中的的損耗，所以以光源一般都都很強(qiáng)。常用用光源為150~2250W左右。而且且為了獲得近近似平行光束束，發(fā)光點(diǎn)應(yīng)應(yīng)盡量小，近近似于點(diǎn)光源源。反光鏡是能否獲獲得近似平行行光束的重要要因素。所以以一般采用非非球面反光鏡鏡。濾色片是改變光光束顏色的零零件。根據(jù)需需要，用調(diào)換換不同顏色的的濾光片就獲獲得了相應(yīng)的的彩色光源。光纖是光纖照明明系統(tǒng)中的主主體，光纖的的作用是將光光傳送或發(fā)射射到預(yù)定地方方。光纖分為為端發(fā)光和體體發(fā)光兩種。前前者就是光束束傳到端點(diǎn)后后，通過(guò)尾燈燈進(jìn)行照明，而而后者本身就就是發(fā)光體，形形成一根柔性性光柱。對(duì)光纖材料而論論，必須是在在可見光范圍圍內(nèi)，對(duì)光能能量應(yīng)損耗最最小，以確保保照明質(zhì)量。但但實(shí)際上不可可能沒(méi)有損耗耗，所以光纖纖傳送距離約約30m左右為最佳佳。光纖有單股、多多股和網(wǎng)狀三三種。對(duì)單股股光纖來(lái)說(shuō)，它它的直徑為Ф6～Ф20mm.同時(shí)又可分分為體發(fā)光和和端發(fā)光兩種種.而對(duì)多股光光纖來(lái)說(shuō),均為端發(fā)光.多股光纖的的直徑一般為為Ф0.5～Ф3mm,而股數(shù)常見見為幾根至上上百根.網(wǎng)狀光纖均為細(xì)細(xì)直徑的體發(fā)發(fā)光光纖組成成.可以組成柔柔性光帶.從理論上講,光光線是直線傳傳播的.但在實(shí)際應(yīng)應(yīng)用中,人們都希望望改變光線的的傳播方向.經(jīng)過(guò)科學(xué)家家數(shù)百年不懈懈的努力,利用透鏡和和反光鏡等光光學(xué)元件來(lái)無(wú)無(wú)限次的改變變傳播方向.而光纖照明明的出現(xiàn),正是建立在在有限次的改改變光線傳播播方向,實(shí)現(xiàn)了光的的柔性傳播.正如圓弧經(jīng)經(jīng)無(wú)數(shù)次的分分割后成直線線一樣,光纖照明正正是以無(wú)限次次反射后,光線就隨光光纖的路徑傳傳送,實(shí)現(xiàn)了柔性性傳播.但是光纖照照明的柔性傳傳播,并沒(méi)有改變變光線直線傳傳播的經(jīng)典理理論.三、光纖照明的的特點(diǎn)1、光線柔性性傳播從理論上講，光光線是直線傳傳播的。然而而因?qū)嶋H應(yīng)用用的多元性，總總希望能方便便地改變光的的傳播方向。光光纖照明正是是滿足了這一一要求。這是是光纖照明的的特點(diǎn)之一。2、光與電分分離在傳統(tǒng)照明中，都都是由光源將將電能轉(zhuǎn)換成成光能直接得得到的，光與與電是分不開開的。但電有有一定的危險(xiǎn)險(xiǎn)性，所以很很多場(chǎng)合都希希望光與電分分開，排除各各種隱患，確確保照明的安安全性。所以以光與電的分分離是光纖照照明的特點(diǎn)之之二。四、光纖照明系系統(tǒng)的構(gòu)成光纖照明系統(tǒng)經(jīng)經(jīng)通過(guò)長(zhǎng)期的的應(yīng)用和完善善，大部分已已實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品品化。光纖照明系統(tǒng)一一般由電源控控制器、光纖纖和尾燈三部部分組成。1、電源控制制器電源控制器由光光源、反光鏡鏡、濾色片及及風(fēng)扇等四部部分組成。光源的常用功率率為150w～250w，產(chǎn)品的品品牌有歐司朗朗、GE及賽克司光光源幾種。反光鏡是耐高溫溫鍍銀玻璃，常常用為非球面面反光鏡，光束顏色的變化化是通過(guò)變換換不同顏色的的濾色片來(lái)實(shí)實(shí)現(xiàn)的，一般般有紅、黃、綠綠、藍(lán)等幾種種顏色。色片片固定在可轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的色輪上上，然后通過(guò)過(guò)步進(jìn)電機(jī)來(lái)來(lái)實(shí)現(xiàn)光束顏顏色的變換。由于光源散發(fā)大大量的熱能，所所以必須有風(fēng)風(fēng)機(jī)來(lái)冷卻，以以保證控制器器的正常運(yùn)行行。為了使光纖照明明具有更多色色彩，適應(yīng)更更廣泛的需求求，所以由智智能控制器來(lái)來(lái)代替普通電電源控制器。它它可以將光的的強(qiáng)度、光的的顏色實(shí)現(xiàn)連連續(xù)變化，也也可閃變。在在音樂(lè)噴泉中中還可隨其音音樂(lè)節(jié)奏而同同步變化。2、光纖光纖已形成系列列產(chǎn)品，它有有端發(fā)光和體體發(fā)光兩種。它它們分別還有有單股、多股股和網(wǎng)狀之分分（見圖二）。常見光纖的技術(shù)術(shù)參數(shù)見表一一：序號(hào)名稱外徑（±m(xù)mm）長(zhǎng)度（m）外表顏色色1單股端發(fā)光φ6φ9φφ14φ18φ20φ2530/60黑色2單股體發(fā)光φ8φ14φ20φ2530/60透明3多股端發(fā)光（刮刮號(hào)內(nèi)為股數(shù)數(shù)）φ3.8(7))φ5.2(114)φ7(25))φ9.4(550)φ10.5((75)φ12(1000)φ13(1226)30/60黑色3、尾燈4、于端發(fā)光光的光纖來(lái)說(shuō)說(shuō)，一般都根根據(jù)照明要求求和裝飾的藝藝術(shù)效果來(lái)選選擇尾燈。常常見尾燈有水水晶燈、亭園園燈、地埋燈燈、吊燈等。五、光纖照明的的應(yīng)用由于光纖照明的的獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)，它它已廣泛地應(yīng)應(yīng)用于各種場(chǎng)場(chǎng)合，并在不不斷地推廣中中?，F(xiàn)將目前前國(guó)內(nèi)應(yīng)用情情況簡(jiǎn)述如下下：1、室內(nèi)裝飾飾在室內(nèi)裝飾中，用用體發(fā)光光纖纖來(lái)構(gòu)成輪廊廊線條。其效效果是光照均均勻、顏色和和順。利用光光暈照明，更更有立體感。在大廳中，其頂頂部用水晶吊吊燈可模擬星星空效果。忽忽明忽暗，使使人有無(wú)限太太空的遐想。在吧臺(tái)上，裝上上水晶吊燈更更顯得華麗別別致。在洞房里，在席席夢(mèng)思周圍形形成一個(gè)彩色色光邊，更增增添了新房的的溫馨和浪漫漫。2、水景照明明水景離開了照明明就失去了迷迷人的景色。而而不安全照明明又給游人帶帶來(lái)危險(xiǎn)的隱隱患。由于光光纖照明實(shí)現(xiàn)現(xiàn)了光電分離離，是水景中中絕對(duì)安全的的綠色照明。光纖照明除了針針對(duì)水體照明明時(shí)，使水色色更為艷麗動(dòng)動(dòng)人外，也可可用光纖來(lái)構(gòu)構(gòu)成水池的輪輪廊線。使垂垂直的彩色水水姿與橫向的的水池輪廓，形形成協(xié)調(diào)的線線條美。3、游泳池游泳池是人體進(jìn)進(jìn)入水中，光光纖照明應(yīng)是是首選的照明明設(shè)備。同時(shí)時(shí)，用光纖作作泳道的分界界線既美觀又又清晰。4、城市建筑筑在燈光工程中，用用體發(fā)光光纖纖來(lái)構(gòu)成建筑筑輪廓線是最最常見應(yīng)用實(shí)實(shí)例。特別是是對(duì)一個(gè)城市市的形象建筑筑，以多彩的的線條把建筑筑輪廓在夜色色中顯得更蔚蔚蔚壯觀。同同時(shí)光纖照明明中，可用光光色使建筑物物隨季節(jié)而變變化。5、園林綠化化在園林綠化中，用用端發(fā)光光纖纖來(lái)作亭圓燈燈、地埋燈，使使綠地道路，在在照明的同時(shí)時(shí)也有色彩變變化。在景觀觀道路上，裝裝上星星點(diǎn)點(diǎn)點(diǎn)的端發(fā)光光光纖，更增加加了景觀的趣趣味性。6、溶洞照明明溶洞是一種自然然景觀，由于于它沒(méi)有陽(yáng)光光照射，全靠靠燈光來(lái)展現(xiàn)現(xiàn)它的風(fēng)采。多多變的光色和和柔性的光纖纖，對(duì)無(wú)規(guī)則則溶石和湖岸岸更顯出它的的有用武之地地，使溶洞的的景色更迷人人。而最重要要的是清除了了對(duì)游客的不不安全隱患。7、古建筑物物及文物照明明在一般的燈光照照射下，因紫紫外光的作用用，使圖書文文物、木結(jié)構(gòu)構(gòu)等建筑物加加速老化。同同時(shí)有電會(huì)造造成大火的危危險(xiǎn)。而用光光纖照明，既既安全又能達(dá)達(dá)到理想的藝藝術(shù)效果。8、易燃易爆爆場(chǎng)合在油庫(kù)、礦區(qū)等等嚴(yán)禁火種入入內(nèi)的危險(xiǎn)場(chǎng)場(chǎng)合中。應(yīng)用用其他各種照照明都有明火火的隱患。如如不小心就會(huì)會(huì)釀成大禍。從從安全角度看看，因光與電電分開，所以以光纖照明應(yīng)應(yīng)是一種最理理想的照明。9、太陽(yáng)光的的利用在我們常見的太太陽(yáng)能利用中中，都是把太太陽(yáng)光轉(zhuǎn)換為為熱能或電能能，而光纖可可將太陽(yáng)光直直接加以利用用。人是太陽(yáng)光撫育育下的人，太太陽(yáng)光的綜合合光譜是人類類難以復(fù)制的的。所以能把把太陽(yáng)光直接