光纖照明的構(gòu)成及特點

??? 電氣工程的承包商們對光纖照明感興趣是由于它的多樣性。隨著這門技術(shù)的日趨成熟并獲得更多的應用領(lǐng)域，以及工業(yè)專家們近期在創(chuàng)建通用術(shù)語、計算程序和測試方法上的成熟，都有助于減少對光纖照明在安裝方面的憂慮。
??? 與此同時，新的和更多種復合丙烯類光纖材料可進一步簡化現(xiàn)場的安裝方法，它們的特點是極少受到環(huán)境的限制。綜合所有這些情況，將必然促使光纖照明的需求增加。
??? 由各種各樣的部件可組裝成一套完整的光纖照明系統(tǒng)，這些部件包括發(fā)光器、光導體、端口、連接器、耦合器、套圈和燈具。讓我們對每一部件進行較為詳細的觀察。
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1 光源
??? 單根光纖的尺寸和需要的照度等一般取決于所采用光源的瓦數(shù)和型式。對于理想的光纖照明燈是那種具有非常小的發(fā)光面積而光通量輸出很高的燈。光源后部的反射器和前部的透光鏡有助于高效地把光傳輸入光纖。
??? 通常使用的燈包括20W至75W低壓MR16燈和70W至250W金屬鹵化物（M-H）燈。MR16有鎢絲的鹵化物燈可通過細燈絲進行精確的光束控制。然而，有些新型緊湊式M-H燈也能提供同樣精密的光束控制。
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2 發(fā)光器
??? 將光纖照明系統(tǒng)用的光源裝入外罩內(nèi)的裝置稱為發(fā)光器。外罩用薄金屬板耐沖擊塑料制成。有時我們稱發(fā)光器為投光器。發(fā)光器可配裝濾光鏡頭濾除燈所發(fā)射出來的大部分紅外線（IR）和紫外線（UV）能量。因而，光纖照明系統(tǒng)用于照射紡織品、繪畫和食品是很理想的。
??? 由于光線是從燈傳輸至光纖的末端，發(fā)光器也可配裝二色玻璃濾光盤以達到顏色的連續(xù)或固定變化。另外，色盤的運動可用計算機處理以提供特殊效果。例如光的定時變化或象頻閃的瞬間光。最后，為了給復雜的照明裝置提高功率，也可將幾臺發(fā)光器前后直排連接或串聯(lián)連接。
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3 光導體
??? 用于將光從光源傳輸?shù)綗艟叩牟牧媳环Q為光導體。典型的光導體有塑料纖維束或玻璃纖維束，也稱為辮束。
??? 光纖光導體的基本材料為纖芯和涂層。纖芯為傳輸光線的部件，涂層為薄薄的材料，具有低的折射率，牢固地涂在纖芯的外圍。從淺角入射涂層的光束被反射回到纖芯。
??? 大部分光纖有第三層保護套。保護套有黑色、透明的或半透明的白色。對于末端發(fā)光的光纖使用黑色不透明的保護套。對于看上去象霓虹燈的側(cè)面發(fā)光的光纖，或者對于類似于熒光燈的條形發(fā)光光纖，使用透明或白色的保護套
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4 光纜的纖維用三種材料制成
4.1 粗纖芯塑料纖維
??? 直徑達20mm的實心聚合物纖維，涂有薄的涂層，涂層材料的折射率較纖芯為低。
4.2 細纖芯塑料纖維
??? 直徑達2mm的實心聚合物纖維，涂有薄的涂層，涂層材料的折射率較纖芯為低。它可制成任何長度且能在現(xiàn)場切割。
??? 本質(zhì)上，以上二種形式的塑料纖維使用條件是相似的，且有相同的環(huán)境限制。
4.3 玻璃纖維束（GFB）
??? 用玻璃制成的圓形光導體，玻璃直徑在0.002in與0.006in之間（約為頭發(fā)的粗細）。
??? 玻璃纖維通常是末端發(fā)光型，它具有特有的優(yōu)點，玻璃材料在整個使用期限間不會喪失它的透明度（變黃色）。如上所述，玻璃纖維束較塑料纖維束細得多。因此它與塑料纖維不同，不能在現(xiàn)場切割，玻璃纖維束一般由工廠切割并裝配好。
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5 光纖端口或總套圈
??? 這是在一束光纖范圍內(nèi)，安裝在光纜上的連接器，用它插到發(fā)光器上使光亮輸出最大。制造商可在發(fā)貨前將線束裝配好（叫做裝端口），或者為適應變化的情況，也可在現(xiàn)場裝配。
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6 連接器、耦合器和套圈
??? 使用這些器件將一個系統(tǒng)的各個部件作機械上或光學上的連接。用連接器將一條光纖固定到端口或燈具上，將一條光纖對準裝配到發(fā)光器上或二條光纖互相之間的對接則用耦合器。套圈是一個終端器件，用于保護光纖的正確定位。套圈通常與特定的光纖一起由工廠設(shè)計加工，因此只要簡便地將套圈插入燈具的連接套內(nèi)即可。
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7 燈具
??? 由于光纖照明燈具品種繁多，很難了解使用哪一種。然而，大部分燈具都有特定的應用范圍，包括：
7.1 下射型燈具
??? 一般由塑料模壓或鑄鋁制成，且有多種設(shè)計和成品上市供應。制造商通常在燈具罩內(nèi)裝一個不可調(diào)的透光鏡以提供若干種聚集的光束。由于它們的輕便性及小尺寸，幾乎能在任何地方都可使用下射型燈具。
7.2 墻燈和重點照明燈具
??? 人們經(jīng)常把這種燈具稱之為眼球，為易于對準目標，這些燈具用一個燈座來調(diào)整。不少燈具裝一個可調(diào)的透光鏡，使光線可在窄光束至寬光束范圍內(nèi)進行焦距的調(diào)節(jié)。在多數(shù)情況下在櫥窗或展區(qū)內(nèi)使用帶有各種光束形狀的重點照明燈具。
7.3 景觀和室外照明燈具
??? 照射景觀、人行道或花園的各式各樣設(shè)計的燈具已得到應用。不少人在景觀型燈具上采用裝飾件。
7.4 水下照明燈具
??? 因光纖沒有電氣元件，使它成為游泳池、旋流池、噴泉和類似場所照明的理想選擇方案。
7.5 特殊照明燈具
??? 配有輪廓清晰的透明玻璃、彩色玻璃或磨砂玻璃的、花色齊全的小型燈具，可構(gòu)成細小的光點--設(shè)在天棚上或別的地方，可起到裝飾作用。
7.6 定制的燈具
??? 因為光纖照明沒有任何電氣方面的限制，所以可將光纖束安裝在各種物體上，包括家具，扶攔和藝術(shù)品上。
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8 部件的安裝
??? 對于所有型式的燈具，在光源的周圍都必須具有足夠的空間以散發(fā)燈所產(chǎn)生的熱量。很多發(fā)光器采用內(nèi)部風扇形成空氣循環(huán)。
??? 用彈簧夾、螺絲或膠黏劑將眾多的末端發(fā)光的燈具固定就位。由于安裝方便因而適合在展區(qū)或櫥窗使用這些燈具。如果使用安裝導軌，制造商可將它切割成所需的長度，更便于工地使用。每個燈具在導軌上可定位銷入或滑到想要的位置。
??? 應確保光纖束的彎曲程度沒有超過制造商的規(guī)定。大體上，玻璃纖維的彎曲可達光導體直徑的10倍。如將玻璃纖維的彎曲超過90o，則單根纖維可能折斷，于是減少了光的輸出。
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9 光纖照明的優(yōu)點
??? 幾乎能在任何地方安裝光纖照明系統(tǒng)。細的光纜可裝配在幾乎任何現(xiàn)有建筑物的天棚或墻內(nèi)。
??? 對于有歷史意義的建筑物，當不能穿透建筑材料時，用光纖照明的很理想的?？捎霉饫w照明翻新改造原先的燈具。重新創(chuàng)造有歷史性的色彩和照度水平。
??? 由于在發(fā)光部件附近沒有帶電的元件（安全上的考慮），所以不存在電磁場，因此在對EMI（電磁干擾）有敏感的電子設(shè)備區(qū)域內(nèi)，可采用光纖照明系統(tǒng)，例如磁共振造影室。

?? 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(jīng)過科學家數(shù)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(xiàn),正是建立在有限次的改變光線傳播方向,實現(xiàn)了光的柔性傳播.正如圓弧經(jīng)無數(shù)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(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.

?? 光纖燈是利用光纖發(fā)光原理,將大量光點集中而成,光點顏色可任意變化,而且具有無熱、無UV紫外線的優(yōu)點,既安全又省電。光纖可自由彎曲，或采用側(cè)光勾勒輪廓，或采用尾光強調(diào)亮度，可隨意組合成各種漂亮的圖案,富含個性化色彩內(nèi)涵，即表現(xiàn)出的星空效果、溫柔斑斕的霓虹燈效果，又可創(chuàng)造出氣勢磅礴的瀑布流水效果，目前主要用于裝飾舞臺、酒吧、酒店、ktv等。

光纖照明系統(tǒng)的構(gòu)成

1、 光源發(fā)生器

光源發(fā)生器主要由燈泡、隔紅外和紫外光學玻璃片及色盤等三大部分組成。

　?。?）燈泡主要采用鹵鎢燈泡（鹵素燈）和金屬鹵化物燈泡（金鹵燈泡）鹵素燈泡（行業(yè)又稱石英泡），常用功率為20W、35W、50W、75W、100W主要用在照度要求不高的場合，如家庭下包裝和KTV包房里面。特點是價格便宜，光源發(fā)生器體積較小，便于安裝。金鹵燈泡的常用功率為70W、100W、150W、250W，產(chǎn)品的品牌有歐司朗、GE及飛利浦。其光效和色溫均較鹵素燈高，目前采用較多的是歐司朗150W金鹵燈泡。 LED光源則具有體積小,溫度低,功耗低,亮度高等特點,已經(jīng)逐漸成為傳統(tǒng)100W以下光源的理想替代品。

　?。?）隔紅外和紫外光學玻璃片濾除燈泡產(chǎn)生大部分紅外線和紫外線，保護光纖。

　?。?）色盤光束顏色的變化是通過變換不同顏色的濾色片來實現(xiàn)的，一般有紅、黃、綠、藍等幾種顏色。色片固定在可轉(zhuǎn)動的色輪上，然后通過步進電機來實現(xiàn)光束顏色的變換。 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(xiàn)連續(xù)變化，也可閃變。在音樂噴泉中還可隨其音樂節(jié)奏而同步變化。

2、光纖

　　塑料光纖本身不發(fā)光，主要是傳導光線。裝飾照明用塑料光纖按使用方使的不同，分為端光光纖和側(cè)光光纖兩類，同時又有單股和多股之分。

（1）端光光纖，又稱尾光光纖

　　主要使用光纖端面發(fā)光來達到裝飾照明的作用，其應用方式靈活多變，利用端點組成各種圖案、模擬星空效果，還可以配合光學原理來制作出時空隧道等魔幻效果。他主要應用于廣告招牌、娛樂場所、文物珠寶照明、以及家庭裝修等諸多場所。

（2）側(cè)光光纖，又稱通體發(fā)光光纖

光線沿光纖長度方向均勻散射，利用光暈來達到裝飾的效果。利用側(cè)光光纖可以勾勒物體輪廓或組成各種藝術(shù)造型，由于其使用壽命較長，廣泛用于勾勒樓宇和水池的輪廓以及地下隧道的道路指引。

3、 尾燈

　　對于端發(fā)光的光纖來說，一般都根據(jù)照明要求和裝飾的藝術(shù)效果來選擇尾燈。常見尾燈有天花燈、亭園燈、地埋燈、吊燈等。