光纤照明的原理及组成毕业论文.doc

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1、武汉职业技术学院毕业论文光纤照明的原理及组成毕业论文目录第1章绪论…………………………………………………………………………11.1概述…………………………………………………………………………1第2章光纤简介及原理……………………………………………………………22.1光纤的结构…………………………………………………………………22.2光纤的类型…………………………………………………………………22.2.1按光纤折射率分类……………………………………………………22.2.2按传输模式分类………………………………………

2、………………32.2.3按材料成分类…………………………………………………………32.3光纤导光原理………………………………………………………………42.3.1光在光纤中的全反射…………………………………………………42.3.2光线在光纤中的传播…………………………………………………6第３章光纤照明原理……………………………………………………………83.1光纤照明的原理……………………………………………………………83.2光纤照明的特点……………………………………………………………93.3光纤照明的系统结构………

3、………………………………………………93.4光纤照明的应用…………………………………………………………10第4章光纤照明光源设计………………………………………………………124.1光纤灯………………………………………………………………………124.2光纤照明系统的组成及特点………………………………………………134.3光纤照明系统的结构………………………………………………………16-22-武汉职业技术学院毕业论文4.4光源耦合……………………………………………………………………174.4.1光源类型…………………

4、…………………………………………174.4.2耦合效率……………………………………………………………19结论…………………………………………………………………………………21参考文献……………………………………………………………………………21致谢…………………………………………………………………………………22第1章绪论1.1概述自1970年低损耗玻璃光学纤维发明以来，随着光纤通讯的发展，质优价廉的玻璃光学纤维被广泛应用于光纤照明，70年代后期美国研制成功小直径的塑料光学纤维，被日本引用并于1988年研制成第一

5、种大芯塑料光学纤维。从80年代开始光纤照明就进入实用阶段，发展成为一种新型照明系统，广泛应用于商品展示、广告标志、交通信号，娱乐场所，建筑装饰照明。在光纤末端可以装上个中不同的反射器、透镜、滤色片或类似于光阑和快门类的元件，可使光线中无红外和紫外线，适用于博物馆及画廊的文物艺术收藏品照明。由于等和光源远离照明区域，故还适用于潮湿环境、水下和易燃易爆等危险场合的照明。本文主要介绍了光纤照明所用的主要光源，光纤的种类、特性、以及光纤吊灯、光纤瀑布照明的设计方法。第2章光纤简介2.1光纤结构光纤，又称介质圆波导，是由一

6、种高度透明的石英或其它光学材料经复杂的工艺拉制而成的光波导材料，光纤的一般结构如图2.1-22-武汉职业技术学院毕业论文所示。纤芯和包层为光纤的主体，对光波的传播起着决定性作用。涂敷层和护套则主要用于隔离杂光，提高光纤强度，保护光纤。在某些特殊的应用场合不加涂敷层和护套的光纤称为裸体光纤，简称裸纤。图2.1光纤结构示意图纤芯直径一般为5～75μm,材料主体是二氧化硅(SiO2)，其中掺杂极微量其他材料，例如二氧化锗(GeO2)、五氧化二磷(P2O5)等以提高纤芯的折射率。包层为紧贴纤芯的材料层，其折射率略小于纤芯

7、材料的折射率。包层总直径一般为100～200μm。包层材料一般也是二氧化硅，有时也掺杂微量三氧化二硼(B2O3)或四氧化硅(Si2O4)，以降低包层的折射率。涂敷层的材料一般为硅酮、丙烯酸盐，外径约为250μm，用于隔离杂光、增强光纤的柔韧性、机械强度和耐老化特性。护套的材料一般为尼龙或是其他的有机材料，用于增加光纤的机械强度，保护光纤。2.2光纤类型光纤类型多样，其分类方法也很多，常见的有以下三种方法。2.2.1按光纤折射率分布分类⑴阶跃折射率(StepIndex,SI)光纤，纤芯和包层折射率都是均匀的，纤芯折

8、射率高于包层折射率，在两者分界处折射率突变，如图2.2(a)。⑵渐变折射率(GradientIndex,GI)光纤，纤芯折射率是渐变的，中心折射率最高，沿径向逐渐减小，包层折射率是均匀的，如图2.2(b)。目前GI光纤纤芯折射率大多呈抛物线分布。-22-武汉职业技术学院毕业论文⑶W型光纤，纤芯折射率可以是均匀的，也可以是渐变的，主要区别是包层折射率又出现阶跃变化，形成双包