光纤照明的原理与应用

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1、光纤照明的原理与应用摘要：在照明技术中，光纤照明是一枝独秀的照明新技术。本文详细地阐述了光纤照明的原理和特点。并着重介绍了光纤照明的产品及应用。关键词：光导纤维光纤照明灯具产品与应用一、概述在照明技术中，光纤照明是一枝独秀的照明新技术。由于它具有光的柔性传输，安全可靠。所以广泛地应用于工业、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。本文仅以个人学习和实践中的有限知识重点介绍景观设计中的光纤照明技术及产品和应用以求教同行专家。二、光纤照明的原理光纤照明系统是由光源、反光镜、滤色片及光纤

2、组成，如图一所示。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。当光束进入光纤后，彩色光就随着光纤的路径送到预定的地方。由于光在途中的损耗，所以光源一般都很强。常用光源为150~250W左右。而且为了获得近似平行光束，发光点应尽量小，近似于点光源。反光镜是能否获得近似平行光束的重要因素。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，用调换不同颜色的滤光片就获得了相应的彩色光源。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

3、分为端发光和体发光两种。前者就是光束传到端点后，通过尾灯进行照明（末端发光），而后者本身就是发光体，形成一根柔性光柱（通体发光）。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。但实际上不可能没有损耗，所以光纤传送距离约30米左右为最佳。光纤有单股、多股和网状三种。对单股光纤来说，它的直径为Ф6～Ф２０mm.同时又可分为体发光和端发光两种，而对多股光纤来说,均为端发光.多股光纤的直径一般为Ф0.5～Ф3mm,而股数常见为几根至上百根。网状光纤均为细直径的体发光光纤组成.可

4、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,利用透镜和反光镜等光学元件来无限次的改变传播方向.而光纤照明的出现,正是建立在有限次的改变光线传播方向,实现了光的柔性传播.正如圆弧经无数次的分割后成直线一样,光纤照明正是以无限次反射后,光线就随光纤的路径传送,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.三、光纤照明的特点1、光线柔性传播从理论上讲，光线是直线传播的。然而因实际应用的多元性，总希望能

5、方便地改变光的传播方向。光纤照明正是满足了这一要求。这是光纤照明的特点之一。2、光与电分离在传统照明中，都是由光源将电能转换成光能直接得到的，光与电是分不开的。但电有一定的危险性，所以很多场合都希望光与电分开，排除各种隐患，确保照明的安全性。所以光与电的分离是光纤照明的特点之二。四、光纤照明系统的构成光纤照明系统经通过长期的应用和完善，大部分已实现了产品化。光纤照明系统一般由电源控制器、光纤和尾灯三部分组成。1、电源控制器电源控制器由光源、反光镜、滤色片及风扇等四部分组成。光源的常用功率为150w

6、～250w，产品的品牌有欧司朗、GE及赛克司光源几种。反光镜是耐高温镀银玻璃，常用为非球面反光镜，光束颜色的变化是通过变换不同颜色的滤色片来实现的，一般有红、黄、绿、蓝等几种颜色。色片固定在可转动的色轮上，然后通过步进电机来实现光束颜色的变换。由于光源散发大量的热能，所以必须有风机来冷却，以保证控制器的正常运行。为了使光纤照明具有更多色彩，适应更广泛的需求，所以由智能控制器来代替普通电源控制器。它可以将光的强度、光的颜色实现连续变化，也可闪变。在音乐喷泉中还可随其音乐节奏而同步变化。2、光纤光纤已

7、形成系列产品，它有端发光和体发光两种。它们分别还有单股、多股和网状之分（见图二）。常见光纤的技术参数见表一：序号名称外径（±mm）长度（m）外表颜色1单股端发光φ6φ9φ14φ18φ20φ2530/60黑色2单股体发光φ8φ14φ20φ2530/60透明3多股端发光（括号内为股数）φ3.8(7)φ5.2(14)φ7(25)φ9.4(50)φ10.5(75)φ12(100)φ13(126)30/60黑色3、尾灯4、于端发光的光纤来说，一般都根据照明要求和装饰的艺术效果来选择尾灯。常见尾灯有水晶灯、亭

8、园灯、地埋灯、吊灯等。五、光纤照明的应用由于光纤照明的独特优点，它已广泛地应用于各种场合，并在不断地推广中。现将目前国内应用情况简述如下：1、室内装饰在室内装饰中，用体发光光纤来构成轮廊线条。其效果是光照均匀、颜色和顺。利用光晕照明，更有立体感。在大厅中，其顶部用水晶吊灯可模拟星空效果。忽明忽暗，使人有无限太空的遐想。在吧台上，装上水晶吊灯更显得华丽别致。在洞房里，在席梦思周围形成一个彩色光边，更增添了新房的温馨和浪漫。2、水景照明水景离开了照明就失去了迷人的景色。而不安全照明又给