光纖照明發(fā)光方式

光纖在照明里的應(yīng)用方式，分成兩種，一種是端點(diǎn)發(fā)光，另一種是體發(fā)光。端點(diǎn)發(fā)光的部分主要是由兩種組件所組成：光投射主機(jī)以及光纖。投射主機(jī)包含了光源、反射罩以及濾色片。反射罩主要的目的在于增加光照的強(qiáng)度，而濾色片則可以進(jìn)行色彩的演變，變換出不同的效果。體發(fā)光則是光纖本身就是發(fā)光體，會(huì)形成一個(gè)柔性的光條。

照明領(lǐng)域里所使用的光纖，大多都是塑料光纖。在不同光纖的材質(zhì)里，塑料光纖的制作成本最便宜，與石英光纖相比，往往只有十分之一的制作成本。而因?yàn)樗芰喜馁|(zhì)本身的特性，不論在后加工或是產(chǎn)品本身的可變化性來(lái)說(shuō)，都是所有光纖材質(zhì)里最佳的選擇。也因此照明所使用的光纖，就選擇塑料光纖作為傳導(dǎo)的介質(zhì)。

光纖本身的導(dǎo)體主要是由玻璃材料（SiO2）所抽絲而制成，它的傳輸是利用光經(jīng)由高折射率的介質(zhì)，以高于臨界角的角度進(jìn)入低折射率介質(zhì)會(huì)產(chǎn)生全反射的原理，讓光在這個(gè)介質(zhì)里能夠維持光波形的特性來(lái)進(jìn)行傳輸。 其中高折射率的核心部分，就是光傳輸?shù)闹饕ǖ?。而低折射率的外殼，則包覆住整個(gè)核心，由于核心的折射率比外殼高出很多，所以會(huì)產(chǎn)生全反射，光也因此可以在核心里來(lái)傳輸。 保護(hù)層的目的，主要是為了保護(hù)外殼與核心不易損壞，同時(shí)也可以增加光纖的強(qiáng)度。

一、單一的光源可以同時(shí)擁有多個(gè)發(fā)光特性相同的發(fā)光點(diǎn)，利于使用在一個(gè)較廣區(qū)域的配置上。

二、光源易于更換，也易于維修。前面提到光纖照明使用了兩個(gè)組件：投射主機(jī)與光纖。其中光纖的使用壽命長(zhǎng)達(dá)二十年，而投射主機(jī)可分離，因此易于更換與維修。

三、投射主機(jī)與真正的發(fā)光點(diǎn)是透過(guò)光纖來(lái)傳輸?shù)?，因此投射主機(jī)可以放置在安全的位置，具有防止破壞的功能。

四、發(fā)光點(diǎn)的光是經(jīng)由光纖傳導(dǎo)而來(lái)，光源發(fā)出的波長(zhǎng)是經(jīng)過(guò)過(guò)濾的，只包含某段光譜，因此發(fā)射出來(lái)的光無(wú)紫外線與紅外線光，這種特性可以減少對(duì)于某些物品的傷害。

五、發(fā)光點(diǎn)小型化、重量輕、易于更換與安裝，它可以制做成很小的尺寸，放置在不同的容器或其設(shè)計(jì)空間里，因此可以營(yíng)造出與眾不同的裝飾照明效果。

六、它不受電磁的干擾，可以應(yīng)用在核磁共振室、雷達(dá)控制室.....等有電磁屏蔽要求的特殊場(chǎng)所里，而這一點(diǎn)是其它照明設(shè)備所無(wú)法達(dá)成的特性。

七、它的光與電是分離的。一般的照明設(shè)備最重要的問(wèn)題就是它需要電力供輸。也因?yàn)殡娏δ茉吹霓D(zhuǎn)換，發(fā)光體相對(duì)的也都會(huì)產(chǎn)生熱。然而在很多空間的屬性里，為了安全的考量，大多希望光與電能夠分離，例如石油、化工、天然氣、水池、游泳池等的空間，都希望能避開電的部分，因此光纖照明就很適合應(yīng)用在這些領(lǐng)域里。同時(shí)它的發(fā)熱來(lái)源可以分離，因此可以降低空調(diào)系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)。

八、光線可以柔性的傳播。一般的照明設(shè)備都具有光的直線特性，因此要改變光的方向，就得利用不同屏蔽的設(shè)計(jì)。而光纖照明因?yàn)槭鞘褂霉饫w來(lái)進(jìn)行光的傳導(dǎo)，所以它具有輕易改變照射方向的特性，也利于設(shè)計(jì)師特殊設(shè)計(jì)的需求。

九、它可以自動(dòng)變換光色。透過(guò)濾色片的設(shè)計(jì)，投射主機(jī)可以輕易的改變不同顏色的光源，讓光的顏色可以多樣化，這也是光纖照明的特色之一。

十、塑料光纖的材質(zhì)柔軟易折而不易碎，因此可以輕易的加工成各種不同的圖案。

因?yàn)楣饫w有上述的特性，所以我們認(rèn)為它在設(shè)計(jì)上的變化性是最高的，也因此最能輔助設(shè)計(jì)師實(shí)踐他的設(shè)計(jì)概念。

光纖的應(yīng)用環(huán)境越來(lái)越普及，我們簡(jiǎn)單將它歸類為六個(gè)區(qū)域。

光纖照明室內(nèi)照明

光纖應(yīng)用在室內(nèi)的照明是最普及的，常見的應(yīng)用有天花板的星空效果，像知名的Swarovski就利用水晶與光纖的結(jié)合，發(fā)展了一套獨(dú)特的星空照明產(chǎn)品。除了天花板的星空照明外，也有設(shè)計(jì)師利用光纖的體發(fā)光來(lái)做室內(nèi)空間的設(shè)計(jì)，利用光纖柔性照明的效果，可以輕易的營(yíng)造出光的帷幕，或其它特殊的場(chǎng)景。

光纖照明水景照明

由于光纖有親水的特性，再加上它的光電分離，所以使用在水景的照明方面，可以輕易營(yíng)造出設(shè)計(jì)師想要的效果，而另一方面它也沒(méi)有電擊的問(wèn)題，能達(dá)到安全上的考量。除此之外，應(yīng)用光纖本身的結(jié)構(gòu)，也可以與水池相互搭配，讓光纖本體也成為水景的一部份，這是其它照明設(shè)計(jì)不易達(dá)成的效果。

光纖照明泳池照明

泳池的照明亦或是現(xiàn)在流行的SPA場(chǎng)合的照明，光纖的應(yīng)用可說(shuō)是最佳選擇。因?yàn)檫@是人體活動(dòng)的場(chǎng)所，安全性的考量遠(yuǎn)高于上面的水池或是其它室內(nèi)場(chǎng)所，因此光纖本身的光電分離特性，以及色彩的多樣演色效果，同時(shí)可以滿足這一類場(chǎng)所的需求。

光纖照明建筑照明

在建筑方面大多使用體發(fā)光的光纖照明來(lái)達(dá)到凸顯建物輪廓線的效果。也因?yàn)楣怆姺蛛x的特性，在整體照明的維護(hù)成本，可以有效的降低。因?yàn)楣饫w本體的壽命長(zhǎng)達(dá)二十年，而光投射機(jī)可以設(shè)計(jì)在內(nèi)部的配電箱里，維護(hù)的人員可以輕易的進(jìn)行光源的更換。而傳統(tǒng)的照明設(shè)備，若是設(shè)計(jì)的位置較為特殊，往往得動(dòng)用許多機(jī)器設(shè)施才能進(jìn)行維護(hù)，成本的消費(fèi)就比光纖照明高出很多。

光纖照明建筑文物照明

一般而言古文物或古建筑都容易因?yàn)樽贤夤馀c熱而加速老化，由于光纖照明沒(méi)有紫外線與熱的問(wèn)題，因此很適合這類場(chǎng)所的照明。除此之外，現(xiàn)在應(yīng)用最普遍的，是在鉆石珠寶或水晶飾品的商業(yè)照明應(yīng)用里。在這類商業(yè)照明的設(shè)計(jì)上，大多都是采取重點(diǎn)照明的方式，透過(guò)重點(diǎn)照明來(lái)凸顯商品本身的特性。利用光纖照明不但沒(méi)有熱的問(wèn)題，同時(shí)又能滿足重點(diǎn)照明的需求，所以這類商業(yè)空間也是光纖照明應(yīng)用較廣泛的部分。

光纖照明易燃易爆照明

在油庫(kù)、礦區(qū)、化工廠等嚴(yán)禁火種入內(nèi)的危險(xiǎn)場(chǎng)合中，其它的照明設(shè)備都有明火的危險(xiǎn)，這一部分光纖照明正可以解決這類的問(wèn)題。而在醫(yī)療或是特殊實(shí)驗(yàn)的環(huán)境里，有電磁屏蔽問(wèn)題的場(chǎng)所，也是光纖照明強(qiáng)項(xiàng)的部分。

誠(chéng)繹在光纖照明的應(yīng)用部分，已經(jīng)執(zhí)行過(guò)數(shù)個(gè)項(xiàng)目，不論在室內(nèi)照明、水池照明、泳池照明亦或是商業(yè)照明里，我們都有豐富的經(jīng)驗(yàn)。隨著光纖產(chǎn)品的普及與成熟，未來(lái)將會(huì)看到更多光纖應(yīng)用的實(shí)際案例。

第一部分光纖照明原理1

第1章光纖照明的基本原理1

11照明及光纖照明的歷程1

12光纖照明的基本原理9

13光纖照明的特點(diǎn)及其應(yīng)用18

14照明的幾個(gè)概念22

參考文獻(xiàn)33

第2章照明光纖的種類及其特性36

21石英光纖的特性36

22多組分玻璃光纖特性42

23聚合物光纖特性45

24液芯光纖特性63

25光源照明特性65

26光纖照明設(shè)計(jì)80

參考文獻(xiàn)91

第二部分光纖及其傳光束的制備工藝和性能測(cè)試94

第3章照明光纖的制備工藝94

31多組分玻璃光纖制備工藝94

32石英光纖制備工藝99

33聚合物光纖制備工藝103

參考文獻(xiàn)121

第4章光纖傳光束的制備工藝及其特性123

41光纖套塑成纜工藝123

42光纖傳光束的制備工藝141

43光纖傳光束的斂集率和填充率149

44影響光纖傳光束的傳光特性因素158

45光纖照明用燈頭及其設(shè)計(jì)165

參考文獻(xiàn)171

第5章照明光纖的光學(xué)性能測(cè)試174

51光纖損耗的測(cè)量174

52光纖透光率的測(cè)量174

53數(shù)值孔徑和孔徑角的測(cè)量175

第三部分光纖照明的應(yīng)用177

第6章光纖照明用光源177

61鹵鎢燈180

62金屬鹵化物燈185

63發(fā)光二極管202

64激光器214

65熒光燈223

66其它電光源229

67光纖照明用光源236

參考文獻(xiàn)250

第7章光纖的耦合和連接技術(shù)254

71光源與光纖的耦合254

72光纖與光纖的連接261

參考文獻(xiàn)264

第8章光纖照明的應(yīng)用265

81光纖在博物館文物照明中的應(yīng)用265

82聚合物光纖在天花吊頂?shù)膽?yīng)用設(shè)計(jì)279

83垂簾光纖在室內(nèi)照明裝飾的應(yīng)用288

84聚合物光纖在燈箱顯示照明的應(yīng)用294

85聚合物光纖在廣場(chǎng)照明中的應(yīng)用設(shè)計(jì)302

86光纖在建筑景觀照明中的應(yīng)用312

87光纖在室外照明的應(yīng)用323

88光纖在室內(nèi)照明裝飾的應(yīng)用331

89光纖在汽車照明中的應(yīng)用336

810光纖在成像照明中的應(yīng)用341

811光纖在儀器設(shè)備照明中的應(yīng)用353

812光纖在醫(yī)學(xué)照明上的應(yīng)用359

813光纖在太陽(yáng)能采光照明系統(tǒng)中的應(yīng)用370

參考文獻(xiàn)383

《光纖照明及應(yīng)用》是國(guó)內(nèi)第一部系統(tǒng)論述光纖照明的專著，是一本實(shí)用性較強(qiáng)的圖書，其內(nèi)容涉及照明光纖、照明光源和照明設(shè)計(jì)?！豆饫w照明及應(yīng)用》不僅從光纖的角度闡述了照明用石英光纖、多組分玻璃光纖、聚合物光纖和液芯光纖特性，總結(jié)了照明光纖的制備工藝、光纖套塑成纜工藝及光纖傳光束的制備工藝，并分析了影響光纖傳光束的傳光照明特性因素，著重論述了光纖傳光束的斂集率、填充率及光纖與光源的耦合；而且，還從照明角度介紹了光纖照明用鹵鎢燈光源、金鹵燈光源和發(fā)光二極管LED光源的性能及點(diǎn)光源、線光源和面光源的特征。

綜述了光纖照明的原理、特征及其發(fā)展史，概述了光纖照明設(shè)計(jì)原理，并涉足了光纖照明燈頭的設(shè)計(jì)，詳細(xì)列舉了光纖照明在燈箱顯示照明、博物館文物照明、建筑景觀照明、廣場(chǎng)照明、室內(nèi)照明裝飾、室外照明、汽車照明、成像照明、醫(yī)學(xué)照明和太陽(yáng)能采光照明系統(tǒng)中的應(yīng)用。