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光纖照明系統中光源、光纖的分類
發表時間:2017-09-01     閱讀次數:     字體:【

光纖照明系統中光源光纖的分類雇素輝北京電光源研究所光纖照明的設想最早是由美國的威廉。
  惠勒在年申請的專利9中提出的,當時稱之為管道照明裝置,它是由內涂反射層的管子把中心光源的光引至若干個需要照明的地點。
  直到年,低損耗的玻璃光學纖維發明之后,光纖照明才得到真正的發展。
  由于通訊事業快速發展的需要,開發出了優質價廉的玻璃光學纖維,然后被引入了光纖照明。
  光纖照明系統具有全可見光輻射,光衰小,不易損壞,壽命長,能源利用率高,維護費用低等特點,因而具有廣闊的應用前景。
  光纖照明系統的構成及原理光纖照明系統是由光源光導纖維和光輸出元件三部分構成的照明系統,其基本特征是光源可以放置在遠離被照區域的其它地方,因此光源產生的熱量和全部供電系統也就與被照物體分隔開。
  由于光線通過光纖的距離一般較長,所以由光纖輸出的光沒有熱輻射。
  光纖照明系統基本上有兩種類型一種是端面發光的,一種是側面發光的。
  端面發光系統是將發光體發出的光從光纖束首端面通過完全內反射傳輸至末端面,光纖束的末端面通常安裝有適當的光輸出裝置,以給出所要求的光分布形式。
  側面發光系統是將發光體發出的光從光纖束的側面透射出來,并且整段光纖的亮度都非常均勻,類似于霓虹燈的效果。
  兩種發光系統的原理如圖所示。
  光纖照明系統的效率即光電轉換效率,而取決于光纖首端面的禍合效率及傳輸過程中的透過率。
  當發光體發出的光以合適的角度入射到光纖束端面時,光線發生完全內反射,光損失最小如圖當光線的入射角大于時,光纖則從光纖壁折射逸出如圖對于普通的光纖材料,入射角度最大不應超過30一疆窈圖光纖發光原理圖端面發光系統發光體側面發光系統發光體。
  側面發光光纖束。
  光輸出裝置。
  側面發光光纖束圖光線在光纖束內的反射情況要提高系統的禍合效率,首先要解決照射到光纖束端面上的光斑的均勻性問題,圖給出了兩種禍合系統的光路示意圖。
  產一一一,叮光纖束連結端一氣七只甲羅反射器發光體圖橢球面反射系統。
  發光體準確定位困難。
  光斑均勻性差有黑斑反光鏡圖光學組件光學組件系統。
  易于更換光源。
  光斑均勻性好此外,還有一種最新的聚焦光學禍合系統,它將專用燈泡與特殊的光學界面配合使用,使光斑均勻度大大提高,系統效率達到最大,如圖所示。
  圖聚焦式光學輻合系統精確的積分式反射器極小的燈泡發光體聚焦透鏡透鏡的光學外延壓制的光纖束光纖照明系統用光源光纖照明系統中發光體一般由裝有燈泡,驅動燈泡的電子觸發器裝置以及控制和導引光線照射到光纖束上的高精密度的光學界面裝置組成。
  根據照明場所要求的不同,通常光源可選用鹵鎢燈,石英金屬鹵化物燈,陶瓷金屬鹵化物燈及新型的聚焦式燈泡,這種新型聚焦式燈泡是一種高氣壓微型放電燈,有效發光體尺寸不可準確定位于反射器的焦點,工作狀態非常穩定,與該燈配套使用的光學界面裝置是一個精密的透鏡系統,它的一部分在發光體內,另一部分在光纖的連結端,兩者配合,實現了最大的光禍合效率系統光路見圖表給出了使用不同光源的光纖照明系統的照明效果。
  表使用不同光源的光纖照明系統的照明效果光源種功率顯色色溫壽命發光在直徑長度適用的類指數體長的光纖未端的最大光度光通量纖長度鹵鎢燈石英金屬鹵化物燈陶瓷金一屬鹵化物燈新型聚一焦式燈泡光導纖維光源發出的光要聚焦于光纖束的輸入端面上,新一代的光纖束在其端面處設有內置的光學系統,再配上新型燈泡,使照射到光纖束上的光通量大幅度提高,從而提高光禍合效率,同時還可起到對光纖的隔熱保護作用。
  光纖束的輸入端面經過拋光處理,緊密壓制成一束不用粘結劑還會進一步提高光禍合效率。
  光纖束分為端面發光和側面發光的。
  端面發光的光纖束由若干根直徑幾十微米至幾毫米的光導纖維組成。
  通常一個光源可以供給根直徑的光導纖維組成的光纖束,如圖所示。
  光纖的結構如圖所示。
  側面發光的光纖束如圖所示,它是由純凈的,不摻雜質的丙烯酸酷制成一的,光纖的直徑一般為構示意圖。
  一圖給出了側面發光光纖系統的幾何平面結圖端面發光光纖束連結端端面發光光纖光纖束末端圖端面發光光纖的結構光導纖維芯體包層保護套光纖端部一毛礁纂二二書蘭立皿一圖連結端側面發光光纖透明的穩定防護套側面發光光纖束光纖端帽P狐從纖維束曰氫一蔚滬爵噶圖幾種側面發光光纖系統的結構圖一個發光體光纖長度可達圖系統或巧圖系統一個發光體環狀光纖長度可達3 m(圖系統)或圖系統兩個發光體光纖長度可達圖系統或圖系統幾個發光體光纖總長度最大為每段光纖的長度可達30圖系統或圖系統光輸出元件光纖照明系統中光輸出元件的作用是控制和引導光線,使之照射到被照物上,以代替傳統照明方式的燈泡。
  根據光纖照明系統用途的不同,在光纖終端可以裝配許多不同的光輸出元年,如反射鏡透鏡濾色片或散射體等,通過這些元件組合成不同的定向照明或投光照明裝置以獲得不同的照明效果。
  光纖照明系統的應用光纖照明是一種新型的照明系統,廣泛應用于商品展示廣告標志交通信號娛樂場所建筑裝飾照明等。
  由于光纖照明中的光線沒有熱量紅外線而且絕大部分的紫外線被濾除,因此特別適宜于博物館美術館畫廊等藝術品和文物的照明。
  光纖照明系統中光源及電源遠離照明區域,特別適合于潮濕環境水下和易燃易爆等危險場合的照明。
  此外,應用于裝飾照明時,在光源和光輸出元件之間設置彩色轉盤濾色片或類似光圈和快門之類的元件可以造成千變萬化五彩繽紛的特殊照明效果。

 
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