光纖照明原理分析論文

導語：光纖照明原理分析論文一文來源于網友上傳，不代表本站觀點，若需要原創文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：在照明技術中，光纖照明是一枝獨秀的照明新技術。本文詳細地闡述了光纖照明的原理和特點。并著重介紹了光纖照明的產品及應用。

關鍵詞：光導纖維光纖照明燈具產品與應用

一、概述

在照明技術中，光纖照明是一枝獨秀的照明新技術。由于它具有光的柔性傳輸，安全可靠。所以廣泛地應用于工業、科研、醫學及景觀設計中，并在國內外市場中已形成各類產品。本文僅以個人學習和實踐中的有限知識重點介紹景觀設計中的光纖照明技術及產品和應用以求教同行專家。

二、光纖照明的原理

光纖照明系統是由光源、反光鏡、濾色片及光纖組成，如圖一所示。

當光源通過反光鏡后，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。當光束進入光纖后，彩色光就隨著光纖的路徑送到預定的地方。

由于光在途中的損耗，所以光源一般都很強。常用光源為150~250W左右。而且為了獲得近似平行光束，發光點應盡量小，近似于點光源。

反光鏡是能否獲得近似平行光束的重要因素。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。根據需要，用調換不同顏色的濾光片就獲得了相應的彩色光源。

光纖是光纖照明系統中的主體，光纖的作用是將光傳送或發射到預定地方。光纖分為端發光和體發光兩種。前者就是光束傳到端點后，通過尾燈進行照明，而后者本身就是發光體，形成一根柔性光柱。

對光纖材料而論，必須是在可見光范圍內，對光能量應損耗最小，以確保照明質量。但實際上不可能沒有損耗，所以光纖傳送距離約30m左右為最佳。

光纖有單股、多股和網狀三種。對單股光纖來說，它的直徑為Ф6～Ф20mm.同時又可分為體發光和端發光兩種.而對多股光纖來說,均為端發光.多股光纖的直徑一般為Ф0.5～Ф3mm,而股數常見為幾根至上百根.

網狀光纖均為細直徑的體發光光纖組成.可以組成柔性光帶.

從理論上講,光線是直線傳播的.但在實際應用中,人們都希望改變光線的傳播方向.經過科學家數百年不懈的努力,利用透鏡和反光鏡等光學元件來無限次的改變傳播方向.而光纖照明的出現,正是建立在有限次的改變光線傳播方向,實現了光的柔性傳播.正如圓弧經無數次的分割后成直線一樣,光纖照明正是以無限次反射后,光線就隨光纖的路徑傳送,實現了柔性傳播.但是光纖照明的柔性傳播,并沒有改變光線直線傳播的經典理論.

三、光纖照明的特點

1、光線柔性傳播

從理論上講，光線是直線傳播的。然而因實際應用的多元性，總希望能方便地改變光的傳播方向。光纖照明正是滿足了這一要求。這是光纖照明的特點之一。

2、光與電分離

在傳統照明中，都是由光源將電能轉換成光能直接得到的，光與電是分不開的。但電有一定的危險性，所以很多場合都希望光與電分開，排除各種隱患，確保照明的安全性。所以光與電的分離是光纖照明的特點之二。

四、光纖照明系統的構成

光纖照明系統經通過長期的應用和完善，大部分已實現了產品化。

光纖照明系統一般由電源控制器、光纖和尾燈三部分組成。

1、電源控制器

電源控制器由光源、反光鏡、濾色片及風扇等四部分組成。

光源的常用功率為150w～250w，產品的品牌有歐司朗、GE及賽克司光源幾種。

反光鏡是耐高溫鍍銀玻璃，常用為非球面反光鏡，

光束顏色的變化是通過變換不同顏色的濾色片來實現的，一般有紅、黃、綠、藍等幾種顏色。色片固定在可轉動的色輪上，然后通過步進電機來實現光束顏色的變換。

由于光源散發大量的熱能，所以必須有風機來冷卻，以保證控制器的正常運行。

為了使光纖照明具有更多色彩，適應更廣泛的需求，所以由智能控制器來代替普通電源控制器。它可以將光的強度、光的顏色實現連續變化，也可閃變。在音樂噴泉中還可隨其音樂節奏而同步變化。

2、光纖

光纖已形成系列產品，它有端發光和體發光兩種。它們分別還有單股、多股和網狀之分。

3、尾燈

4、于端發光的光纖來說，一般都根據照明要求和裝飾的藝術效果來選擇尾燈。常見尾燈有水晶燈、亭園燈、地埋燈、吊燈等。

五、光纖照明的應用

由于光纖照明的獨特優點，它已廣泛地應用于各種場合，并在不斷地推廣中?，F將目前國內應用情況簡述如下：

1、室內裝飾

在室內裝飾中，用體發光光纖來構成輪廊線條。其效果是光照均勻、顏色和順。利用光暈照明，更有立體感。

在大廳中，其頂部用水晶吊燈可模擬星空效果。忽明忽暗，使人有無限太空的遐想。

在吧臺上，裝上水晶吊燈更顯得華麗別致。

在洞房里，在席夢思周圍形成一個彩色光邊，更增添了新房的溫馨和浪漫。

2、水景照明

水景離開了照明就失去了迷人的景色。而不安全照明又給游人帶來危險的隱患。由于光纖照明實現了光電分離，是水景中絕對安全的綠色照明。

光纖照明除了針對水體照明時，使水色更為艷麗動人外，也可用光纖來構成水池的輪廊線。使垂直的彩色水姿與橫向的水池輪廓，形成協調的線條美。

3、游泳池

游泳池是人體進入水中，光纖照明應是首選的照明設備。同時，用光纖作泳道的分界線既美觀又清晰。

4、城市建筑

在燈光工程中，用體發光光纖來構成建筑輪廓線是最常見應用實例。特別是對一個城市的形象建筑，以多彩的線條把建筑輪廓在夜色中顯得更蔚蔚壯觀。同時光纖照明中，可用光色使建筑物隨季節而變化。

5、園林綠化

在園林綠化中，用端發光光纖來作亭圓燈、地埋燈，使綠地道路，在照明的同時也有色彩變化。在景觀道路上，裝上星星點點的端發光光纖，更增加了景觀的趣味性。

6、溶洞照明

溶洞是一種自然景觀，由于它沒有陽光照射，全靠燈光來展現它的風采。多變的光色和柔性的光纖，對無規則溶石和湖岸更顯出它的有用武之地，使溶洞的景色更迷人。而最重要的是清除了對游客的不安全隱患。

7、古建筑物及文物照明

在一般的燈光照射下，因紫外光的作用，使圖書文物、木結構等建筑物加速老化。同時有電會造成大火的危險。而用光纖照明，既安全又能達到理想的藝術效果。

8、易燃易爆場合

在油庫、礦區等嚴禁火種入內的危險場合中。應用其他各種照明都有明火的隱患。如不小心就會釀成大禍。從安全角度看，因光與電分開，所以光纖照明應是一種最理想的照明。

9、太陽光的利用

在我們常見的太陽能利用中，都是把太陽光轉換為熱能或電能，而光纖可將太陽光直接加以利用。

人是太陽光撫育下的人，太陽光的綜合光譜是人類難以復制的。所以能把太陽光直接引入室內，不但改善了原來的居室照明，而且對于地下室、隧道等永遠見不到陽光的地方能重見光明。

六、小結

光纖照明是一種新穎的照明技術，隨著產品的成熟及新應用領域的開發，將會得到更廣泛的應用。同時在大力普及中不斷提高，成本不斷降低，產品更為成熟。讓光纖照明早日走進尋常百姓家，為大眾服務。