利用光纖的傳光功能粹污,將光纖與可見光源或者激光光源相結(jié)合,可以實現(xiàn)照明首量、裝飾以及光信號與高功率能量的傳輸與控制壮吩,這是光纖
應(yīng)用的一個重要分支領(lǐng)域,而且隨著建筑業(yè)新型照明裝飾等潛在的巨大需求被開發(fā)加缘,光纖在照明裝飾鸭叙、能量信號傳輸與控制這一領(lǐng)域?qū)?/p>
實現(xiàn)快速增長趨勢。
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摘要:利用光纖的傳光功能拣宏,將光纖與可見光源或者激光光源相結(jié)合沈贝,可以實現(xiàn)照明、裝飾以及光信號與高功率能量的傳輸與控制勋乾,這
是光纖應(yīng)用的一個重要分支領(lǐng)域宋下,而且隨著建筑業(yè)新型照明裝飾等潛在的巨大需求被開發(fā),光纖在照明裝飾辑莫、能量信號傳輸與控制這一
領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)快速增長趨勢学歧。
一、玻璃光纖在照明方面的應(yīng)用
玻璃光纖是由高折射率的光學(xué)玻璃作為纖芯摆昧,低折射率玻璃作為包層撩满,采用雙坩堝法或棒管法拉制而成的階躍式多模光纖。玻璃光纖的
優(yōu)點有以下幾點:(1)玻璃光纖的數(shù)值孔徑較大绅你、接受角一般>70°,與光源的耦合效率高昭躺;(2)玻璃光纖低衰減損耗忌锯,在
380~1300 nm 的光譜范圍內(nèi)具有較高的傳輸效率,其衰減一般微300~600 dB/km领炫;(3)玻璃光纖的柔軟性好偶垮,可自由彎曲,光纖
強度>150 kg/mm2帝洪。在照明領(lǐng)域方面似舵,可以將玻璃光纖制備成光纖束备图,我們稱其為傳光束疯暑,傳光束是由光纖無規(guī)則隨機排列而成,
因此蔗坯,這種光纖束只能傳光不能傳像砰奕。
根據(jù)不同的應(yīng)用場景蛛芥,可以將光纖束兩端的制備成各種形狀提鸟,也可以將光纖支撐剛性的導(dǎo)光棒。
二仅淑、玻璃光纖傳光束
傳光束一般是由多根玻璃光纖排列組合而成称勋,傳光束的兩端用光學(xué)膠水粘合,外面加裝保護(hù)結(jié)構(gòu)涯竟。傳光束的透過率一般每米>50%赡鲜,其耐溫性取決于膠粘劑和護(hù)套的材料,耐溫范圍一般為-40℃-250℃庐船,最小彎曲半徑30 D银酬。在日常的生產(chǎn)生活中比較常見的光纖束種類有一下幾種:
(1)常規(guī)傳光束。常規(guī)傳光束的輸入輸出端均為圓形光束醉鳖,又稱一進(jìn)一出“單一光導(dǎo)”捡硅,它與冷光源相結(jié)合適合觀察空間狹小、有障
礙等困難條件下的照明盗棵。如用于醫(yī)療觀察儀器的照明壮韭,最具代表性的是采用柔性傳像束與導(dǎo)光束的各種醫(yī)用內(nèi)窺鏡(胃鏡、腹腔鏡纹因、肛
腸鏡等)喷屋。采用光纖照明的優(yōu)點時,光源外置患者體外瞭恰,并聚焦于導(dǎo)光束的輸入端屯曹,熱量可以采取隔熱片或介質(zhì)膜反射器從光纖束中排
除,從而保證患者體內(nèi)不受光源灼傷惊畏。此外恶耽,這種方式照明所獲得的照度比傳統(tǒng)照明系統(tǒng)高的多,顯著提高了體內(nèi)檢查診斷與手術(shù)效
果颜启。
圖1.常規(guī)傳光束在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用
(2)分支光導(dǎo)結(jié)構(gòu)偷俭。傳光束可以分為一系列的輸入與輸出分支光導(dǎo),即將傳光束的單端結(jié)構(gòu)變?yōu)槎喽私Y(jié)構(gòu)缰盏,最終輸出端各個分支光輸
出的面積和為輸入面積的總和涌萤。這種分支光導(dǎo)最簡單的結(jié)構(gòu)即為一進(jìn)二出的Y型光纖,廣泛用于多種光纖傳感器中口猜;此外负溪,還有使用于
各種不同應(yīng)用需要的一進(jìn)多出或多進(jìn)多出等各種形式分支光導(dǎo)結(jié)構(gòu)。分支光導(dǎo)結(jié)構(gòu)應(yīng)用的典型例子如汽車飛機中的多個儀表盤可以利用
分支光導(dǎo)實現(xiàn)多點的弱光照明济炎。
圖2.分支光導(dǎo)光纖束
(3)變形傳光束川抡。變形傳光束即輸出截面相對于輸入截面形狀變換的傳光束,對其設(shè)計的唯一要求是冻辩,輸出端面與輸入端面光束的截
面積相等猖腕。這種變形傳光束通常是作為兩個不同形狀光學(xué)系統(tǒng)之間轉(zhuǎn)換的接口件拆祈,或者是根據(jù)系統(tǒng)對照明器件結(jié)構(gòu)的特殊要求,一般多
是從圓形轉(zhuǎn)換為其他形狀倘感,這種變形傳光束放坏,由于其輸出端面的形狀面積與照明的面積相匹配,因而將提高光能的傳輸照明效率老玛,并將
緊湊照明結(jié)構(gòu)淤年。
圖3.變形光束輸出端面結(jié)構(gòu)示意圖
結(jié)語:光纖照明具有發(fā)光點小型化、重量輕等特點蜡豹,并且可以做到無紫外線麸粮、紅外線光,在一些特殊領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景镜廉。此外弄诲,
光纖照明系統(tǒng)在工作時不會產(chǎn)生電火花以及電擊危險,因此可以被應(yīng)用于化工娇唯、石油齐遵、天然氣平臺等有火災(zāi)、爆炸危險或潮濕多水的特
殊場所塔插。
能實現(xiàn)上述功能的材料有:玻璃光纖梗摇、石英光纖、液芯光纖和塑料光纖想许。不同的材料由于其性能的差異伶授,各有其合適的應(yīng)用領(lǐng)域與場
合。其應(yīng)用的領(lǐng)域主要有:儀器流纹、設(shè)備糜烹、兵器裝備與汽車內(nèi)部儀表盤照明,室內(nèi)綠色照明漱凝,大功率激光傳輸治療以及電力系統(tǒng)等工業(yè)用
光信號傳輸與控制景图。