装饰性光纤照明
『壹』 光纤照明的作用
随着科技的日新月异,越来越多的照明工具进入到照明市场中,一种新型的照明工具一面市便受到了广泛的追捧,它就是光纤照明了。那什么是光纤照明?光纤照明有哪些应用?
什么是光纤照明
光纤照明,透过光纤导体的传输,可以将光源传导到任意的区域里,是近年兴起的的高科技照明技术。
照明领域里所使用的光纤,大多都是塑料光纤。在不同光纤的材质里,塑料光纤的制作成本最便宜,与石英光纤相比,往往只有十分之一的制作成本。而因为塑料材质本身的特性,不论在后加工或是产品本身的可变化性来说,都是所有光纤材质里最佳的选择。也因此照明所使用的光纤,就选择塑料光纤作为传导的介质。
光纤照明应用
1、室内照明
光纤应用在室内的照明是最普及的,常见的应用有天花板的星空效果,像知
名的Swarovski就利用水晶与光纤的结合,发展了一套独特的星空照明产品。除了天花板的星空照明外,也有设计师利用光纤的体发光来做室内空间的设计,利用光纤柔性照明的效果,可以轻易的营造出光的帷幕,或其它特殊的场景。
2、水景照明
由于光纤有亲水的特性,再加上它的光电分离,所以使用在水景的照明方面,
可以轻易营造出设计师想要的效果,而另一方面它也没有电击的问题,能达到安全上的考量。除此之外,应用光纤本身的结构,也可以与水池相互搭配,让光纤本体也成为水景的一部份,这是其它照明设计不易达成的效果。
3、泳池照明
泳池的照明亦或是现在流行的SPA场合的照明,光纤的应用可说是最佳选择。因为这是人体活动的场所,安全性的考量远高于上面的水池或是其它室内场所,因此光纤本身的光电分离特性,以及色彩的多样演色效果,同时可以满足这一类场所的需求。
4、建筑照明
在建筑方面大多使用体发光的光纤照明来达到凸显建物轮廓线的效果。也因为光电分离的特性,在整体照明的维护成本,可以有效的降低。因为光纤本体的寿命长达二十年,而光投射机可以设计在内部的配电箱里,维护的人员可以轻易的进行光源的更换。
『贰』 光纤照明好不好
照明抄光纤,透过光纤导体的传输,可以将光源传导到任意的区域里,是近年兴起的的高科技照明技术。
光纤本身的导体主要是由玻璃材料(SiO2)所抽丝而制成,它的传输是利用光经由高折射率的介质,以高于临界角的角度进入低折射率介质会产生全反射的原理,让光在这个介质里能够维持光波形的特性来进行传输。
其中高折射率的核心部分,就是光传输的主要通道。而低折射率的外壳,则包覆住整个核心,由于核心的折射率比外壳高出很多,所以会产生全反射,光也因此可以在核心里来传输。 保护层的目的,主要是为了保护外壳与核心不易损坏,同时也可以增加光纤的强度。
『叁』 光纤照明是什么照明呢有什么特色啊
光纤照明,透过光纤导体的传输,可以将光源传导到任意的区域里,是近年兴起的的高科技照明技术。
光纤本身的导体主要是由玻璃材料(SiO2)所抽丝而制成,它的传输是利用光经由高折射率的介质,以高于临界角的角度进入低折射率介质会产生全反射的原理,让光在这个介质里能够维持光波形的特性来进行传输。 其中高折射率的核心部分,就是光传输的主要通道。而低折射率的外壳,则包覆住整个核心,由于核心的折射率比外壳高出很多,所以会产生全反射,光也因此可以在核心里来传输。 保护层的目的,主要是为了保护外壳与核心不易损坏,同时也可以增加光纤的强度。
特点:
一、单一的光源可以同时拥有多个发光特性相同的发光点,利于使用在一个较广区域的配置上。
二、光源易于更换,也易于维修。前面提到光纤照明使用了两个组件:投射主机与光纤。其中光纤的使用寿命长达二十年,而投射主机可分离,因此易于更换与维修。
三、投射主机与真正的发光点是透过光纤来传输的,因此投射主机可以放置在安全的位置,具有防止破坏的功能。
四、发光点的光是经由光纤传导而来,光源发出的波长是经过过滤的,只包含某段光谱,因此发射出来的光无紫外线与红外线光,这种特性可以减少对于某些物品的伤害。
五、发光点小型化、重量轻、易于更换与安装,它可以制做成很小的尺寸,放置在不同的容器或其设计空间里,因此可以营造出与众不同的装饰照明效果。
六、它不受电磁的干扰,可以应用在核磁共振室、雷达控制室.....等有电磁屏蔽要求的特殊场所里,而这一点是其它照明设备所无法达成的特性。
七、它的光与电是分离的。一般的照明设备最重要的问题就是它需要电力供输。也因为电力能源的转换,发光体相对的也都会产生热。然而在很多空间的属性里,为了安全的考量,大多希望光与电能够分离,例如石油、化工、天然气、水池、游泳池等的空间,都希望能避开电的部分,因此光纤照明就很适合应用在这些领域里。同时它的发热来源可以分离,因此可以降低空调系统的负担。
八、光线可以柔性的传播。一般的照明设备都具有光的直线特性,因此要改变光的方向,就得利用不同屏蔽的设计。而光纤照明因为是使用光纤来进行光的传导,所以它具有轻易改变照射方向的特性,也利于设计师特殊设计的需求。
九、它可以自动变换光色。透过滤色片的设计,投射主机可以轻易的改变不同颜色的光源,让光的颜色可以多样化,这也是光纤照明的特色之一。
十、塑料光纤的材质柔软易折而不易碎,因此可以轻易的加工成各种不同的图案。
因为光纤有上述的特性,所以我们认为它在设计上的变化性是最高的,也因此最能辅助设计师实践他的设计概念。
更详细可以去网络光纤照明,轻轻采纳,不胜感激。
『肆』 光纤照明与LED照明之比较
当今,在绿色照明概念的倡导下,各种照明技术不断的涌现,光纤照明和LED灯作为新兴的照明技术,始终走在绿色照明领域的前沿。
光纤照明是通过光纤把光源发生器的光线传播到指定区域的一种照明方式,它具有如下特点:
1) 由于光纤的自身特性和光的直线传播原理,光纤在理论上可以把光线传播到任何地方,满足了实际应用的多元性。
2)我们可以通过滤光装置获得我们所需要的各种颜色的光,以满足不同环境下对光色彩的需求。
3)通过光纤尾件的设计和安装,照明从抽象化转变为形象化。光纤照明赋予了光线质感、空间感,甚至赋予了光线生命和性格。
4)光纤照明实现了光电分离,这是一个质的飞跃,不仅安全性能提高,而且应用领域大大的拓宽了。
5)塑料光纤照明系统光色柔和,没有光污染。塑料光纤装饰照明采用过滤光谱的方式改变光源发光颜色,通过光纤传导后,色彩更显柔和纯净,给人的视觉效果非常突出。
6)一般的光源所发生的光谱不仅包括了可见光,还包括了红外线和紫外线。在一些特殊场合,红外线和紫外线都是我们避免的,比如文物照明。由于塑料光纤的低损耗窗口位于可见光谱的范围,红外线和紫外线的透过率很低,在加上对光源机的特殊处理,所以从光纤发出来的光都是无红外线和紫外线的冷光。
从特点上了解了光纤照明,现在再看看LED的特点。
LED(Light Emitting Diode)是一种能够将电能转化为可见光的半导体,它改变了白炽灯钨丝发光与节能灯三基色粉发光的原理,而采用电场发光。它具有如下特点:
1) 电压:LED使用低压电源,供电电压在6-24V之间,根据产品不同而异,所以它是一种比使用高压电源更安全的电源。
2) 效能:消耗能量比同光效的白炽灯减少80%。
3) 适用性:每个单元LED小片是3-5mm的正方形,所以可以制备成各种形状的器件,并且适合于易变的环境。
4) 稳定性:10万小时,光衰为初始的50%。
5) 响应时间:其白炽灯的响应时间为毫秒级,LED灯的响应时间为纳秒级。
6) 对环境污染:无有害金属汞。
7) 颜色:改变电流可以变色,发光二极管方便地通过化学修饰方法,调整材料的能带结构和带隙,实现红黄绿兰橙多色发光。
8) 价格:LED的价格比较昂贵,相较于白炽灯,几只LED的价格就可以与一只白炽灯的价格相当,而通常每组信号灯需由上300~500只二极管构成。
由于光纤照明和LED灯的独特优点,它们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和场合简述如下:
一、光纤照明
由于光纤照明具有的许多特点,使得它的应用很广泛,现根据不同的使用地点和产生的效果对其典型应用进行分析说明。
1)、电视会议桌面照明
采用端发光系统,配置聚光透镜型发光终端附件由顶部垂直照射,在桌面形成点状光斑,适合与会人员读写而又不影响幻灯投影讲解的进行(在一般照明灯具关闭或亮度调低的情况下)。
2)、置于顶部较高、难以维护或无法承重的场所的效果照明
将端发光系统用于酒店大堂高大穹顶的满天星造型,配以发散光透镜型水晶尾件和旋转式玻璃色盘,可形成星星闪闪发光的动态效果,非一般照明系统可比拟。
3)、建筑物室外公共区域的引导性照明
采用落地管式(线发光)系统或地埋点阵指引式(端发光)系统用于标志照明,同一般照明方式相比减少了光源维护的工作量,且无漏电危险。
4)、室外喷泉水下照明
采用端发光系统,配置水下型终端,用于室外喷泉水下照明,且可由音响系统输出的音频信号同步控制光亮输出和光色变换。其照明效果及安全性好于普通的低压水下照明系统,并易于维护,无漏电危险。
5)、建筑物轮廓照明及立面照明
采用线发光系统与端发光系统相结合的方式,进行建筑物轮廓及立面照明。其施工方便,安装周期短,具有较强的时效性,且能够重复使用,节省投资。
6)、建筑物、文物局部照明
采用端发光系统,配置聚光透镜型或发散光透镜型发光终端附件用于室内局部照明。如博物馆内对温湿度及紫外线、红外线有特殊控制要求的丝织品文物、绘画文物或印刷品文物的局部照明,均采用光纤照明系统。
7)、灯箱、广告牌照明
线发光光纤柔软易折不易碎,易被加工成不同的图案,无电击危险,无需高压变压器,可自动变换光色,并且施工安装方便,能够重复使用.因此,常被用于设置在建筑物上的广告牌照明.同传统的霓虹灯相比,光纤照明具有明显的使用性能优势。
二、LED的应用领域
1)、信号指示应用:信号照明是LED单色光应用比较广泛也是比较早的一个领域,约占LED应用市场的4%左右。
2)、显示应用: 指示牌、广告牌、大屏幕显示等, LED用于显示屏幕的应用约占LED应用的20%—25%,显示屏幕可分为单色和彩色。
3)、照明应用:
①便携灯具: 手电筒、头灯、矿工灯、潜水灯等;
②汽车用灯: 高位刹车灯、刹车灯、转向灯、倒车灯等, 大功率的LED已被大量用于汽车照明中。
③特殊照明: 太阳能庭院灯、太阳能路灯、水底灯等; 由于LED尺寸小,便于动态的亮度和颜色控制,因此比较适合用于建筑装饰照明。
④背光照明: 普通电子设备功能显示背光源、笔记本电脑背光源、大尺寸超大尺寸LCD显示器背光源等, LED作为手机显示的背光源是LED应用最广泛的领域。
⑤投影光源: 投影仪用RGB光源;
⑥普通照明:各类通用照明灯具、照明光源等;
三、光纤照明和LED的照明效果比较
虽然光纤照明和LED各具特点,应用领域有所重叠,但是效果还是有各自特色的。
优秀的光纤照明极具个性化色彩,能够满足人们对光环境的不同需求。装饰效果美仑美奂,十二星座、满天星空,让你感觉到夜晚的静谧和浪漫;流动的光纤瀑布使人想起“飞流直下三千尺,疑是银河落九天”的经典场面;光纤三维立体镜的随意,斑斑驳驳,如桂雨临凡,时时挑动着人的好奇;光纤垂帘摇曳生姿、清新淡雅,仿佛让人回到“帘卷西风”的意境。凝眸窗外星空,光点闪烁,触手可及,令人喜上眉梢;举手摘星,却是光纤拉网屏风。光纤照明可以和人以及周围的环境共生,甚至可以达到人光合一、情境合一的境界。
而随着各种色彩的LED的开发和成熟,供消遣使用的单色LED制造色彩变幻效果的技术也越来越成熟。为了改换色彩,系统一般是使用红、绿和蓝光LED(RGB)作为单色光源,再利用被称为“增色”的技术来制造最终所需的色彩。但是在光的表现手法上,任何其他的照明方式都无法与光纤照明相比拟的。所以,在发展趋势上,光纤照明仍然占具主导地位。
四、光纤照明和LED照明的市场比较
由于光纤照明和LED照明有本质上的区别,而且表现效果也各有千秋,因此在销售市场也各有偏重。
尽管光纤照明现在在照明行业所占有的市场份额比重不是太多,但却是成正比的加速增长。在每年的美国照明商品展览会上持续引起参观人员的关注,特别是对用通常灯有不方便的场所更是如此。如很难接近或者需要光电分离的场所,使用光纤照明系统是最有利的。根据光纤照明的特点,光纤照明的销售市场主要面对装饰照明、娱乐灯光、艺术照明以及特殊照明。
LED作为一种新型的光源,从目前的发展趋势和在绿色照明的概念下,近年来LED的灯具产品开发的种类越来越多,市场份额也在增长。但是,由于大功率的LED的技术还没有成熟和白光LED的成本不能有效的降下来,所以LED灯具在照明领域不能有效的拓展。
『伍』 什么是光纤照明光纤照明应用
随着科技的日新月异,越来越多的照明工具进入到照明市场中,一种新型的照明工具一面市便受到了广泛的追捧,它就是光纤照明了。那什么是光纤照明?光纤照明有哪些应用?
什么是光纤照明
光纤照明,透过光纤导体的传输,可以将光源传导到任意的区域里,是近年兴起的的高科技照明技术。
照明领域里所使用的光纤,大多都是塑料光纤。在不同光纤的材质里,塑料光纤的制作成本最便宜,与石英光纤相比,往往只有十分之一的制作成本。而因为塑料材质本身的特性,不论在后加工或是产品本身的可变化性来说,都是所有光纤材质里最佳的选择。也因此照明所使用的光纤,就选择塑料光纤作为传导的介质。
光纤照明应用
1、室内照明
光纤应用在室内的照明是最普及的,常见的应用有天花板的星空效果,像知
名的Swarovski就利用水晶与光纤的结合,发展了一套独特的星空照明产品。除了天花板的星空照明外,也有设计师利用光纤的体发光来做室内空间的设计,利用光纤柔性照明的效果,可以轻易的营造出光的帷幕,或其它特殊的场景。
2、水景照明
由于光纤有亲水的特性,再加上它的光电分离,所以使用在水景的照明方面,
可以轻易营造出设计师想要的效果,而另一方面它也没有电击的问题,能达到安全上的考量。除此之外,应用光纤本身的结构,也可以与水池相互搭配,让光纤本体也成为水景的一部份,这是其它照明设计不易达成的效果。
3、泳池照明
泳池的照明亦或是现在流行的SPA场合的照明,光纤的应用可说是最佳选择。因为这是人体活动的场所,安全性的考量远高于上面的水池或是其它室内场所,因此光纤本身的光电分离特性,以及色彩的多样演色效果,同时可以满足这一类场所的需求。
4、建筑照明
在建筑方面大多使用体发光的光纤照明来达到凸显建物轮廓线的效果。也因为光电分离的特性,在整体照明的维护成本,可以有效的降低。因为光纤本体的寿命长达二十年,而光投射机可以设计在内部的配电箱里,维护的人员可以轻易的进行光源的更换。
关于什么是光纤照明和光纤照明应用的相关信息就为大家介绍到这里,现在你对光纤照明更了解了吗?希望对你有所帮助!
『陆』 光纤照明的特点
一、单一的光源可以同时拥有多个发光特性相同的发光点,利于使用在一个较广区域的配置上。
二、光源易于更换,也易于维修。前面提到光纤照明使用了两个组件:投射主机与光纤。其中光纤的使用寿命长达二十年,而投射主机可分离,因此易于更换与维修。
三、投射主机与真正的发光点是透过光纤来传输的,因此投射主机可以放置在安全的位置,具有防止破坏的功能。
四、发光点的光是经由光纤传导而来,光源发出的波长是经过过滤的,只包含某段光谱,因此发射出来的光无紫外线与红外线光,这种特性可以减少对于某些物品的伤害。
五、发光点小型化、重量轻、易于更换与安装,它可以制做成很小的尺寸,放置在不同的容器或其设计空间里,因此可以营造出与众不同的装饰照明效果。
六、它不受电磁的干扰,可以应用在核磁共振室、雷达控制室.....等有电磁屏蔽要求的特殊场所里,而这一点是其它照明设备所无法达成的特性。
七、它的光与电是分离的。一般的照明设备最重要的问题就是它需要电力供输。也因为电力能源的转换,发光体相对的也都会产生热。然而在很多空间的属性里,为了安全的考量,大多希望光与电能够分离,例如石油、化工、天然气、水池、游泳池等的空间,都希望能避开电的部分,因此光纤照明就很适合应用在这些领域里。同时它的发热来源可以分离,因此可以降低空调系统的负担。
八、光线可以柔性的传播。一般的照明设备都具有光的直线特性,因此要改变光的方向,就得利用不同屏蔽的设计。而光纤照明因为是使用光纤来进行光的传导,所以它具有轻易改变照射方向的特性,也利于设计师特殊设计的需求。
九、它可以自动变换光色。透过滤色片的设计,投射主机可以轻易的改变不同颜色的光源,让光的颜色可以多样化,这也是光纤照明的特色之一。
十、塑料光纤的材质柔软易折而不易碎,因此可以轻易的加工成各种不同的图案。
因为光纤有上述的特性,所以我们认为它在设计上的变化性是最高的,也因此最能辅助设计师实践他的设计概念。
『柒』 同样是自然光照明,光纤照明与导光管有什么区别
使用寿命长:使用寿命为25年以上。 1.光纤照明工作原理 通过室外的集光器采集光线,然后由光导纤维传送到室内,最后由室内的发光体将光线均匀的照射在室内各个角落。光纤照明的工作原理与光导照明的工作原理相同,二者的区别是: 光纤照明系统与光导照明系统相辅相成,互相补充,光导照明系统无法解决的采光问题,利用光纤照明系统均可解决,如多层、高层建筑内的黑房间等等。 2.光纤照明系统的组成 目前在国内还没有生产光纤照明的厂家,国内现有的两种光纤照明系统分别为瑞典的“百浪斯”光纤照明和日本的“向日葵”光纤照明,由于均为进口产品,造价不扉。
『捌』 光纤灯饰照明有哪些种类
光纤照明是由于光纤自身所具有的一些独特物理特性,光纤照明被应用在室内装饰照明、版局部效果照明、广告权牌照明、建筑物室外公共区域的引导性照明、室内外水下照明和建筑物轮廓及立面照明之中。
光纤照明系统是由光源、反光镜、滤色片及光纤组成。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,而后者本身就是发光体,形成一根柔性光柱。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30m左右为最佳。--【OFweek半导体照明网】
『玖』 什么是光纤照明
定义是
光纤照明,透过光纤导体的传输,可以将光源传导到任意的区域里,是近年兴起的的高科技照明技术。
光纤是光 光纤照明
导纤维的简称,在七年前光纤的应用步入成熟的阶段,在高速传输的通信领域里,被广泛的应用。而早期光纤应用最普及的,是光纤导管所制成的饰品。光纤的构造可以简略分为三个部分,分别是核心(Core)、外壳(Cladding)与保护层(Jacket)。 光纤本身的导体主要是由玻璃材料(SiO2)所抽丝而制成,它的传输是利用光经由高折射率的介质,以高于临界角的角度进入低折射率介质会产生全反射的原理,让光在这个介质里能够维持光波形的特性来进行传输。 其中高折射率的核心部分,就是光传输的主要通道。而低折射率的外壳,则包覆住整个核心,由于核心的折射率比外壳高出很多,所以会产生全反射,光也因此可以在核心里来传输。 保护层的目的,主要是为了保护外壳与核心不易损坏,同时也可以增加光纤的强度。
编辑本段发光方式
光纤在照明里的应用方式,分成两种,一种是端点发光,另一种是体发光。端点发光的部分主要是由两种组件所组成:光投射主机以及光纤。投射主机包含了光源、反射罩以及滤色片。反射罩主要的目的在于增加光照的强度,而滤色片则可以进行色彩的演变,变换出不同的效果。体发光则是光纤本身就是发光体,会形成一个柔性的光条。 照明领域里所使用的光纤,大多都是塑料光纤。在不同光纤的材质里,塑料光纤的制作成本最便宜,与石英光纤相比,往往只有十分之一的制作成本。而因为塑料材质本身的特性,不论在后加工或是产品本身的可变化性来说,都是所有光纤材质里最佳的选择。也因此照明所使用的光纤,就选择塑料光纤作为传导的介质。
编辑本段特点
一、单一的光源可以同时拥有多个发光特性相同的发光点,利于使用在一个较广区域的配置上。 二、光源易于更换,也易于维修。前面提到光纤照明使用了两个组件:投射主机与光纤。其中光纤的使用寿命长达二十年,而投射主机可分离,因此易于更换与维修。 三、投射主机与真正的发光点是透过光纤来传输的,因此投射主机可以放置在安全的位置,具有防止破坏的功能。 四、发光点的光是经由光纤传导而来,光源发出的波长是经过过滤的,只包含某段光谱,因此发射出来的光无紫外线与红外线光,这种特性可以减少对于某些物品的伤害。 五、发光点小型化、重量轻、易于更换与安装,它可以制做成很小的尺寸,放置在不同的容器或其设计空间里,因此可以营造出与众不同的装饰照明效果。 六、它不受电磁的干扰,可以应用在核磁共振室、雷达控制室.....等有电磁屏蔽要求的特殊场所里,而这一点是其它照明设备所无法达成的特性。 七、它的光与电是分离的。一般的照明设备最重要的问题就是它需要电力供输。也因为电力能源的转换,发光体相对的也都会产生热。然而在很多空间的属性里,为了安全的考量,大多希望光与电能够分离,例如石油、化工、天然气、水池、游泳池等的空间,都希望能避开电的部分,因此光纤照明就很适合应用在这些领域里。同时它的发热来源可以分离,因此可以降低空调系统的负担。 八、光线可以柔性的传播。一般的照明设备都具有光的直线特性,因此要改变光的方向,就得利用不同屏蔽的设计。而光纤照明因为是使用光纤来进行光的传导,所以它具有轻易改变照射方向的特性,也利于设计师特殊设计的需求。 九、它可以自动变换光色。透过滤色片的设计,投射主机可以轻易的改变不同颜色的光源,让光的演色可以多样化,这也是光纤照明的特色之一。 十、塑料光纤的材质柔软易折而不易碎,因此可以轻易的加工成各种不同的图案。 因为光纤有上述的特性,所以我们认为它在设计上的变化性是最高的,也因此最能辅助设计师实践他的设计概念。
编辑本段应用区域
目前光纤的应用环境越来越普及,我们简单将它归类为六个区域。
室内照明
光纤应用在室内的照明是最普及的,目前常见的应用有天花板的星空效果,像知名的Swarovski就利用水晶与光纤的结合,发展了一套独特的星空照明产品。除了天花板的星空照明外,也有设计师利用光纤的体发光来做室内空间的设计,利用光纤柔性照明的效果,可以轻易的营造出光的帷幕,或其它特殊的场景。
水景照明
由于光纤有亲水的特性,再加上它的光电分离,所以使用在水景的照明方面,可以轻易营造出设计师想要的效果,而另一方面它也没有电击的问题,能达到安全上的考量。除此之外,应用光纤本身的结构,也可以与水池相互搭配,让光纤本体也成为水景的一部份,这是其它照明设计不易达成的效果。
泳池照明
泳池的照明亦或是现在流行的SPA场合的照明,光纤的应用可说是最佳选择。因为这是人体活动的场所,安全性的考量远高于上面的水池或是其它室内场所,因此光纤本身的光电分离特性,以及色彩的多样演色效果,同时可以满足这一类场所的需求。
建筑照明
在建筑方面大多使用体发光的光纤照明来达到凸显建物轮廓线的效果。也因为光电分离的特性,在整体照明的维护成本,可以有效的降低。因为光纤本体的寿命长达二十年,而光投射机可以设计在内部的配电箱里,维护的人员可以轻易的进行光源的更换。而传统的照明设备,若是设计的位置较为特殊,往往得动用许多机器设施才能进行维护,成本的消费就比光纤照明高出很多。
古建筑与文物照明
一般 光纤照明
而言古文物或古建筑都容易因为紫外光与热而加速老化,由于光纤照明没有紫外线与热的问题,因此很适合这类场所的照明。除此之外,现在应用最普遍的,是在钻石珠宝或水晶饰品的商业照明应用里。在这类商业照明的设计上,大多都是采取重点照明的方式,透过重点照明来凸显商品本身的特性,像诚品信义店一楼的Armani Casa就是采用重点照明的模式,让商品本身的特性可以展示出来。因此利用光纤照明一方面没有热的问题,同时又能满足重点照明的需求,所以目前这类商业空间也是光纤照明应用较广泛的部分。
易燃易爆场合照明
在油库、矿区、化工厂等严禁火种入内的危险场合中,其它的照明设备都有明火的危险,这一部分光纤照明正可以解决这类的问题。而在医疗或是特殊实验的环境里,有电磁屏蔽问题的场所,也是光纤照明强项的部分。 诚绎在光纤照明的应用部分,已经执行过数个项目,不论在室内照明、水池照明、泳池照明亦或是商业照明里,我们都有丰富的经验。随着光纤产品的普及与成熟,未来将会看到更多光纤应用的实际案例。
『拾』 室内光纤照明主要有哪些应用
一, 光纤的分类
光纤是光导纤维(OF:Optical Fiber)的简称。但光通信系统中常常将 Opti
cal Fibe(光纤)又简化为 Fiber,例如:光纤放大器(Fiber Amplifier)或光
纤干线(Fiber Backbone)等等。有人忽略了Fiber虽有纤维的含义,但在光系统
中却是指光纤而言的。因此,有些光产品的说明中,把fiber直译成“纤维”,显然
是不可取的。
光纤实际是指由透明材料作成的纤芯和在它周围采用比纤芯的折射率稍低的材
料作成的包层所被覆,并将射入纤芯的光信号,经包层界面反射,使光信号在纤芯
中传播前进的媒体。
光纤的种类很多,根据用途不同,所需要的功能和性能也有所差异。但对于有
线电视和通信用的光纤,其设计和制造的原则基本相同,诸如:①损耗小;②有一
定带宽且色散小;③接线容易;④易于成统;⑤可靠性高;⑥制造比较简单;⑦价
廉等。
光纤的分类主要是从工作波长、折射率分布、传输模式、原材料和制造方法上
作一归纳的,兹将各种分类举例如下。
(1)工作波长:紫外光纤、可观光纤、近红外光纤、红外光纤(0.85pm、1.3pm、
1.55pm)。
(2)折射率分布:阶跃(SI)型、近阶跃型、渐变(GI)型、其它(如三角型、W型、
凹陷型等)。
(3)传输模式:单模光纤(含偏振保持光纤、非偏振保持光纤)、多模光纤。
(4)原材料:石英玻璃、多成分玻璃、塑料、复合材料(如塑料包层、液体纤芯等)、
红外材料等。按被覆材料还可分为无机材料(碳等)、金属材料(铜、镍等)和塑料
等。
(5)制造方法:预塑有汽相轴向沉积(VAD)、化学汽相沉积(CVD)等,拉丝法有
管律法(Rod intube)和双坩锅法等。
二, 石英光纤
是以二氧化硅(SiO2)为主要原料,并按不同的掺杂量,来控制纤芯和包层的
折射率分布的光纤。石英(玻璃)系列光纤,具有低耗、宽带的特点,现在已广泛
应用于有线电视和通信系统。
掺氟光纤(Fluorine Doped Fiber)为石英光纤的典型产品之一。通常,作为
1.3Pm波域的通信用光纤中,控制纤芯的掺杂物为二氧化绪(GeO2),包层是用SiO
炸作成的。但接氟光纤的纤芯,大多使用SiO2,而在包层中却是掺入氟素的。由于,
瑞利散射损耗是因折射率的变动而引起的光散射现象。所以,希望形成折射率变动
因素的掺杂物,以少为佳。
氟素的作用主要是可以降低SIO2的折射率。因而,常用于包层的掺杂。由于掺
氟光纤中,纤芯并不含有影响折射率的氟素掺杂物。由于它的瑞利散射很小,而且
损耗也接近理论的最低值。所以多用于长距离的光信号传输。
石英光纤(Silica Fiber)与其它原料的光纤相比,还具有从紫外线光到近红
外线光的透光广谱,除通信用途之外,还可用于导光和传导图像等领域。
三, 红外光纤
作为光通信领域所开发的石英系列光纤的工作波长,尽管用在较短的传输距离,
也只能用于2pm。为此,能在更长的红外波长领域工作,所开发的光纤称为红外光纤。
红外光纤(Infrared Optical Fiber)主要用于光能传送。例如有:温度计量、
热图像传输、激光手术刀医疗、热能加工等等,普及率尚低。
四, 复台光纤
复合光纤(Compound Fiber)在SiO2原料中,再适当混合诸如氧化钠(Na2O)、
氧化硼(B2O2)、氧化钾(K2O2)等氧化物的多成分玻璃作成的光纤,特点是多成
分玻璃比石英的软化点低且纤芯与包层的折射率差很大。主要用在医疗业务的光纤
内窥镜。
五, 氟化物光纤
氯化物光纤(Fluoride Fiber)是由氟化物玻璃作成的光纤。这种光纤原料又
简称 ZBLAN(即将氟化铝(ZrF4)、氰化钡(BaF2)、氟化镧(LaF3)、氟化铝
(A1F2)、氰化钠(NaF)等氯化物玻璃原料简化成的缩语。主要工作在2~ 10pm
波长的光传输业务。
由于ZBLAN具有超低损耗光纤的可能性,正在进行着用于长距离通信光纤的可
行性开发,例如:其理论上的最低损耗,在3pm波长时可达10-2~10-3dB/km,而
石英光纤在1.55pm时却在0.15~0.16dB/Km之间。
目前,ZBLAN光纤由于难于降低散射损耗,只能用在2.4~2.7pm的温敏器和热
图像传输,尚未广泛实用。
最近,为了利用ZBLAN进行长距离传输,正在研制1.3pm的掺错光纤放大器(PD
FA)。
六, 塑包光纤
塑包光纤(Plastic Clad Fiber)是将高纯度的石英玻璃作成纤芯,而将折射
率比石英稍低的如硅胶等塑料作为包层的阶跃型光纤。它与石英光纤相比较,具有
纤芯租、数值孔径(NA)高的特点。因此,易与发光二极管LED光源结合,损耗也
较小。所以,非常适用于局域网(LAN)和近距离通信。
七, 塑料光纤
这是将纤芯和包层都用塑料(聚合物)作成的光纤。早期产品主要用于装饰和
导光照明及近距离光键路的光通信中。
原料主要是有机玻璃(PMMA)、聚苯乙稀(PS)和聚碳酸酯(PC)。损耗受到
塑料固有的C-H结合结构制约,一般每km可达几十dB。为了降低损耗正在开发应用
氟索系列塑料。由于塑料光纤(Plastic Optical fiber)的纤芯直径为1000pm,
比单模石英光纤大100倍,接续简单,而且易于弯曲施工容易。近年来,加上宽带化
的进度,作为渐变型(GI)折射率的多模塑料光纤的发展受到了社会的重视。最近,
在汽车内部LAN中应用较快,未来在家庭LAN中也可能得到应用。
八, 单模光纤
这是指在工作波长中,只能传输一个传播模式的光纤,通常简称为单模光纤
(SMF:Single ModeFiber)。目前,在有线电视和光通信中,是应用最广泛的光纤。
由于,光纤的纤芯很细(约10pm)而且折射率呈阶跃状分布,当归一化频率V参
数<2.4时,理论上,只能形成单模传输。另外,SMF没有多模色散,不仅传输频带
较多模光纤更宽,再加上SMF的材料色散和结构色散的相加抵消,其合成特性恰好形
成零色散的特性,使传输频带更加拓宽。
SMF中,因掺杂物不同与制造方式的差别有许多类型。凹陷型包层光纤(DePr-
essed Clad Fiber),其包层形成两重结构,邻近纤芯的包层,较外倒包层的折射
率还低。另外,有匹配型包层光纤,其包层折射率呈均匀分布。
九, 多模光纤
将光纤按工作彼长以其传播可能的模式为多个模式的光纤称作多模光纤(MMF:
MUlti ModeFiber)。纤芯直径为50pm,由于传输模式可达几百个,与SMF相比传输
带宽主要受模式色散支配。在历史上曾用于有线电视和通信系统的短距离传输。自
从出现SMF光纤后,似乎形成历史产品。但实际上,由于MMF较SMF的芯径大且与LED
等光源结合容易,在众多LAN中更有优势。所以,在短距离通信领域中MMF仍在重新
受到重视。
MMF按折射率分布进行分类时,有:渐变(GI)型和阶跃(SI)型两种。GI型
的折射率以纤芯中心为最高,沿向包层徐徐降低。从几何光学角度来看,在纤芯中
前进的光束呈现以蛇行状传播。由于,光的各个路径所需时间大致相同。所以,传
输容量较SI型大。
SI型MMF光纤的折射率分布,纤芯折射率的分布是相同的,但与包层的界面呈
阶梯状。由于SI型光波在光纤中的反射前进过程中,产生各个光路径的时差,致使
射出光波失真,色激较大。其结果是传输带宽变窄,目前SI型MMF应用较少。
十, 色散使移光纤
单模光纤的工作波长在1.3Pm时,模场直径约9Pm,其传输损耗约0.3dB/km。
此时,零色散波长恰好在1.3pm处。
石英光纤中,从原材料上看1.55pm段的传输损耗最小(约0.2dB/km)。由于
现在已经实用的掺铒光纤放大器(EDFA)是工作在1.55pm波段的,如果在此波段也
能实现零色散,就更有利于应用1.55Pm波段的长距离传输。
于是,巧妙地利用光纤材料中的石英材料色散与纤芯结构色散的合成抵消特性,
就可使原在1.3Pm段的零色散,移位到1.55pm段也构成零色散。因此,被命名为色
散位移光纤(DSF:DispersionShifted Fiber)。
加大结构色散的方法,主要是在纤芯的折射率分布性能进行改善。
在光通信的长距离传输中,光纤色散为零是重要的,但不是唯一的。其它性能
还有损耗小、接续容易、成缆化或工作中的特性变化小(包括弯曲、拉伸和环境变
化影响)。DSF就是在设计中,综合考虑这些因素。
十一 色散平坦光纤
色散移位光纤(DSF)是将单模光纤设计零色散位于1.55pm波段的光纤。而色
散平坦光纤(DFF:Dispersion Flattened Fiber)却是将从1.3Pm到1.55pm的较
宽波段的色散,都能作到很低,几乎达到零色散的光纤称作DFF。由于DFF要作到
1.3pm~1.55pm范围的色散都减少。就需要对光纤的折射率分布进行复杂的设计。
不过这种光纤对于波分复用(WDM)的线路却是很适宜的。由于DFF光纤的工艺比较
复杂,费用较贵。今后随着产量的增加,价格也会降低。
十二 色散补偿光纤
对于采用单模光纤的干线系统,由于多数是利用1.3pm波段色散为零的光纤构
成的。可是,现在损耗最小的1.55pm,由于EDFA的实用化,如果能在1.3pm零色散
的光纤上也能令1.55pm波长工作,将是非常有益的。
因为,在1.3Pm零色散的光纤中,1.55Pm波段的色散约有16ps/km/nm之多。
如果在此光纤线路中,插入一段与此色散符号相反的光纤,就可使整个光线路的
色散为零。为此目的所用的是光纤则称作色散补偿光纤(DCF:DisPersion Compe-
nsation Fiber)。
DCF与标准的1.3pm零色散光纤相比,纤芯直径更细,而且折射率差也较大。
DCF也是WDM光线路的重要组成部分。
十三 偏派保持光纤
在光纤中传播的光波,因为具有电磁波的性质,所以,除了基本的光波单一
模式之外,实质上还存在着电磁场(TE、TM)分布的两个正交模式。通常,由于
光纤截面的结构是圆对称的,这两个偏振模式的传播常数相等,两束偏振光互不
干涉。但实际上,光纤不是完全地圆对称,例如有着弯曲部分,就会出现两个偏
振模式之间的结合因素,在光轴上呈不规则分布。偏振光的这种变化造成的色散,
称之偏振模式色散(PMD)。对于现在以分配图像为主的有线电视,影响尚不太大。
但对于一些未来超宽带有特殊要求的业务,如:①相干通信中采用外差检波,要
求光波偏振更稳定时;②光机器等对输入输出特性要求与偏振相关时;③在制作
偏振保持光耦合器和偏振器或去偏振器等时;④制作利用光干涉的光纤敏感器等,
凡要求偏振波保持恒定的情况下,对光纤经过改进使偏振状态不变的光纤称作偏
振保持光纤(PMF:Polarization Maintaining fiber),也有称此为固定偏振
光纤的。
十四 双折射光纤
双折射光纤是指在单模光纤中,可以传输相互正交的两个固有偏振模式的光
纤而言。因为,折射率随偏报方向变异的现象称为双折射。在造成双折射的方法
中。它又称作PANDA光纤,即偏振保持与吸收减少光纤(Polarization-maintai-
ning AND Absorption- recing fiber)。它是在纤芯的横向两则,设置热
膨胀系数大、截面是圆形的玻璃部分。在高温的光纤拉丝过程中,这些部分收缩,
其结果在纤芯y方向产生拉伸,同时又在x方向呈现压缩应力。致使纤材出现光弹
性效应,使折射率在X方向和y方向出现差异。依此原理达到偏振保持恒定。
十五 抗恶环境光纤
通信用光纤通常的工作环境温度可在-40~+60℃之间,设计时也是以不受大
量辐射线照射为前提的。相比之下,对于更低温或更高温以及能遭受高压或外力
影响、曝晒辐射线的恶劣环境下,也能工作的光纤则称作抗恶环境光纤(Hard
Condition Resistant Fiber)。
一般为了对光纤表面进行机械保护,多涂覆一层塑料。可是随着温度升高,
塑料保护功能有所下降,致使使用温度也有所限制。如果改用抗热性塑料,如聚
四氟乙稀(Teflon)等树脂,即可工作在300℃环境。也有在石英玻璃表面涂覆
镍(Ni)和铝(A1)等金属的。这种光纤则称为耐热光纤(Heat Resistant Fib-
er)。
另外,当光纤受到辐射线的照射时,光损耗会增加。这是因为石英玻璃遇到
辐射线照射时,玻璃中会出现结构缺陷(也称作色心:Colour Center),尤在
0.4~0.7pm波长时损耗增大。防止办法是改用掺杂OH或F素的石英玻璃,就能抑
制因辐射线造成的损耗缺陷。这种光纤则称作抗辐射光纤(Radiation Resista-
nt Fiber),多用于核发电站的监测用光纤维镜等。
十六 密封涂层光纤
为了保持光纤的机械强度和损耗的长时间稳定,而在玻璃表面涂装碳化硅
(SiC)、碳化钛(TiC)、碳(C)等无机材料,用来防止从外部来的水和氢的
扩散所制造的光纤(HCF:HermeticallyCoated Fiber)。目前,通用的是在化
学气相沉积(CVD)法生产过程中,用碳层高速堆积来实现充分密封效应。这种
碳涂覆光纤(CCF)能有效地截断光纤与外界氢分子的侵入。据报道它在室温的
氢气环境中可维持20年不增加损耗。当然,它在防止水分侵入延缓机械强度的疲
劳进程,其疲劳系数(Fatigue Parameter)可达200以上。所以,HCF被应用于
严酷环境中要求可靠性高的系统,例如海底光缆就是一例。
十七 碳涂层光纤
在石英光纤的表面涂敷碳膜的光纤,称之碳涂层光纤(CCF:Carbon Coated
Fiber)。其机理是利用碳素的致密膜层,使光纤表面与外界隔离,以改善光纤
的机械疲劳损耗和氢分子的损耗增加。CCF是密封涂层光纤(HCF)的一种。
十八 金属涂层光纤
金属涂层光纤(Metal Coated Fiber)是在光纤的表面涂布Ni、Cu、A1等
金属层的光纤。也有再在金属层外被覆塑料的,目的在于提高抗热性和可供通
电及焊接。它是抗恶环境性光纤之一,也可作为电子电路的部件用。
早期产品是在拉丝过程中,涂布熔解的金属作成的。由于此法因被玻璃与
金属的膨胀系数差异太大,会增微小弯曲损耗,实用化率不高。近期,由于在
玻璃光纤的表面采用低损耗的非电解镀膜法的成功,使性能大有改善。
十九 掺稀土光纤
在光纤的纤芯中,掺杂如何(Er)、钦(Nd)、谱(Pr)等稀土族元素的
光纤。1985年英国的索斯安普顿(Sourthampton)大学的佩思(Payne)等首
先发现掺杂稀土元素的光纤(Rare Earth DoPed Fiber)有激光振荡和光放大
的现象。于是,从此揭开了惨饵等光放大的面纱,现在已经实用的1.55pmEDFA
就是利用掺饵的单模光纤,利用1.47pm的激光进行激励,得到1.55pm光信号放
大的。另外,掺错的氟化物光纤放大器(PDFA)正在开发中。
二十 喇曼光纤
喇曼效应是指往某物质中射人频率f的单色光时,在散射光中会出现频率f
之外的f±fR, f±2fR等频率的散射光,对此现象称喇曼效应。由于它是物质
的分子运动与格子运动之间的能量交换所产生的。当物质吸收能量时,光的振
动数变小,对此散射光称斯托克斯(stokes)线。反之,从物质得到能量,而
振动数变大的散射光,则称反斯托克斯线。于是振动数的偏差FR,反映了能级,
可显示物质中固有的数值。
利用这种非线性媒体做成的光纤,称作喇曼光纤(RF:Raman Fiber)。
为了将光封闭在细小的纤芯中,进行长距离传播,就会出现光与物质的相互作
用效应,能使信号波形不畸变,实现长距离传输。
当输入光增强时,就会获得相干的感应散射光。应用感应喇曼散射光的设
备有喇曼光纤激光器,可供作分光测量电源和光纤色散测试用电源。另外,感
应喇曼散射,在光纤的长距离通信中,正在研讨作为光放大器的应用。
二十一 偏心光纤
标准光纤的纤芯是设置在包层中心的,纤芯与包层的截面形状为同心圆型。
但因用途不同,也有将纤芯位置和纤芯形状、包层形状,作成不同状态或将包
层穿孔形成异型结构的。相对于标准光纤,称这些光纤叫异型光纤。
偏心光纤(Excentric Core Fiber),它是异型光纤的一种。其纤芯设置
在偏离中心且接近包层外线的偏心位置。由于纤芯靠近外表,部分光场会溢出
包层传播(称此为渐消彼,Evanescent Wave)。
因此,当光纤表面附着物质时,因物质的光学性质在光纤中传播的光波受
到影响。如果附着物质的折射率较光纤高时,光波则往光纤外辐射。若附着物
质的折射率低于光纤折射率时,光波不能往外辐射,却会受到物质吸收光波的
损耗。利用这一现象,就可检测有无附着物质以及折射率的变化。
偏心光纤(ECF)主要用作检测物质的光纤敏感器。与光时域反射计(OTDR)
的测试法组合一起,还可作分布敏感器用。
二十二 发光光纤
采用含有荧光物质制造的光纤。它是在受到辐射线、紫外线等光波照射时,
产生的荧光一部分,可经光纤闭合进行传输的光纤。
发光光纤(Luminescent Fiber)可以用于检测辐射线和紫外线,以及进
行波长变换,或用作温度敏感器、化学敏感器。在辐射线的检测中也称作闪光
光纤(Scintillation Fiber)。
发光光纤从荧光材料和掺杂的角度上,正在开发着塑料光纤。
二十三 多芯光纤
通常的光纤是由一个纤芯区和围绕它的包层区构成的。但多芯光纤(Multi
Core Fiber)却是一个共同的包层区中存在多个纤芯的。由于纤芯的相互接近
程度,可有两种功能。
其一是纤芯间隔大,即不产生光耦会的结构。这种光纤,由于能提高传输
线路的单位面积的集成密度。在光通信中,可以作成具有多个纤芯的带状光缆,
而在非通信领域,作为光纤传像束,有将纤芯作成成千上万个的。
其二是使纤芯之间的距离靠近,能产生光波耦合作用。利用此原理正在开
发双纤芯的敏感器或光回路器件。
二十四 空心光纤
将光纤作成空心,形成圆筒状空间,用于光传输的光纤,称作空心光纤
(Hollow Fiber)。
空心光纤主要用于能量传送,可供X射线、紫外线和远红外线光能传输。空
心光纤结构有两种:一是将玻璃作成圆筒状,其纤芯与包层原理与阶跃型相同。
利用光在空气与玻璃之间的全反射传播。由于,光的大部分可在无损耗的空气
中传播,具有一定距离的传播功能。二是使圆筒内面的反射率接近1,以减少反
射损耗。为了提高反射率,有在简内设置电介质,使工作波长段损耗减少的。
例如可以作到波长10.6pm损耗达几dB/m的。
参考资料: http://www.afzhan.cn/article/show/497.html