[科普中国]-光纤灯

光纤灯是以特殊高分子化合物做为芯材，以高强度透明阻燃工程塑料为外皮，可以保证在相当长的时间内不会发生断裂，变形等质量问题，寿命至少10年。由于采用了高纯度芯材，从而有效地降低了光线传输中的衰减，达到了光线的高效传输，因其具有高纯度，低衰减，安装方便。可靠性、安全性、环保性、灵活性、完整性、能产生五颜六色，如梦如幻的视觉效果及无紫外线、低热量、无电伤害、使用寿命长、色彩变幻丰富、良好的耐久性和可塑性等特点。所以被视为是一种替代现行装饰照明手段的理想材料。

光纤灯照明系统光纤灯照明系统是由光源、反光镜、滤色片及光纤组成。 LED光纤照明可以创造出许多绚烂多彩的效果，如：水晶星空星座、十二星座、流星雨、星空风瀑、流水瀑布、光纤幕墙、垂帘、三维立体镜画等等效果，绚丽多彩、色彩柔和、如梦如幻、精美典雅，是艺术与生活的完美结合，广泛应用于星级酒店、酒吧、夜总会、KTV、迪厅、桑拿、洗浴中心等高档娱乐场所1。

工作原理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。

光纤有单股、多股和网状三种。对单股光纤来说，它的直径为Ф6～Ф20mm，同时又可分为体发光和端发光两种。而对多股光纤来说，均为端发光.多股光纤的直径一般为Ф0.5～Ф3mm，而股数常见为几根至上百根。

网状光纤均为细直径的体发光光纤组成，可以组成柔性光带。

从理论上讲，光线是直线传播的.但在实际应用中，人们都希望改变光线的传播方向.经过科学家数百年不懈的努力,利用透镜和反光镜等光学元件来无限次的改变传播方向.而光纤照明的出现,正是建立在有限次的改变光线传播方向,实现了光的柔性传播.正如圆弧经无数次的分割后成直线一样,光纤照明正是以无限次反射后,光线就随光纤的路径传送，实现了柔性传播.但是光纤照明的柔性传播，并没有改变光线直线传播的经典理论。

光纤由液体高分子化合物聚合而成，具有导光性强，省电，耐用，不发热，无污染，可弯曲，可变色，环境适应范围广，使用安全等特点。光纤的导光方式分为柔美温馨的线光光纤和熠熠生辉的点光光纤，广泛应用于建筑物装饰照明，景观装饰照明，文物工艺品照明，特殊场合照明，广告牌，娱乐场所等各种装饰亮化工程。光纤类型普通型实心线光光纡、PVC实芯线光光纡、热塑型实心点光光纡、PVC实芯点光光纤1。

组成特点光纤照明1.单个光源可具备多个发光特性相同的发光点；

2.光源易更换，也易于维修；

3.发光器可以放置在非专业人员难以接触的位置，因此具有防破坏性；

4.无紫外线、红外线光，可减少对某些物品如文物、纺织品的损坏；

5.发光点小型化，重量轻，易更换、安装，可以制成很小尺寸，放置在玻璃器皿或其他小物体内发光形成特殊的装饰照明效果；

6.无电磁干扰，可被应用在核磁共振室、雷达控制室等有电磁屏蔽要求的特殊场所之内；

7.无电火花，无电击危险，可被应用于化工、石油、天然气平台、喷泉水池、游泳池等有火灾、爆炸性危险或潮湿多水的特殊场所；

8.可自动变换光色；

9.可重复使用，节省投资；

10.柔软易折不易碎，易被加工成各种不同的图案；系统发热低于一般照明系统，可降低空调系统的电能消耗。

系统组成1.系统配置

光纤照明系统可分成点发光（即末端发光）系统和线发光（即侧面发光）系统。

2.系统组成

（1）发光器

发光器装置包括光源、反射器、紫外线（UV）和红外线（IR）滤光器及旋转式玻璃色盘（选配件）。根据其内部所配光源不同，一般分成卤钨灯系列和金卤灯系列两种。其中卤钨灯光源功率一般为50W或75W，输入电压为交流12V（装置自带电源变压器），适用于博物馆或展览馆等对温湿度及紫外线、红外线有特殊控制要求的场所；金卤灯光源功率一般为150W或200W，输入电压为交流220V，适用于建筑物轮廓照明及立面照明等光亮度要求较高的场所。根据防护等级的不同，发光器装置一般分成室内型和室外型两种。旋转式玻璃色盘最多可配成八种颜色自动变换。该装置可由计算机按设定程序变化控制，也可由音响系统输出的音频信号同步控制。该装置自带电源插头，适用的电源为交流220V，50Hz。

（2）发光导体

发光导体一般由塑料或玻璃纤维束或单根塑料纤维构成，考虑到传输过程中的光衰减，其长度一般不超过30m。可通过系统串联解决。常见的发光导体有以下两种：

1.点发光光纤

光纤外覆非常薄的塑料或玻璃纤维涂层，防止光线外泻，其外有一层不透明的衬层和一层塑料、橡胶或金属丝制的耐热、抗紫外线保护套（用于保护和支撑光纤），分室内型及室外防水型两种，均需配有发光终端附件。

2.线发光光纤

光纤采用特殊结构，可通长发光，其外有一层透明的衬层和一层耐热、抗紫外线的PVC透明保护套，其外径规格有8mm、11mm及15mm三种，分室内标准型及室外防水型两种，均需配有不发光终端附件。

（3）终端附件

无论是点发光光纤还是线发光光纤的末端，均需配置终端附件。根据点发光光纤和线发光光纤的不同发光特点，有如下两种类型的终端附件：

1.发光终端附件：配置在点发光光纤终端的各类反射式或直射式类似于灯具的发光附件，有筒灯型、配透镜型（可聚光或发散光）、地面专用型以及水下型终端。

2.不发光终端附件：配置在线发光光纤终端，为不透明密闭型封套。

典型应用由于光纤照明所具有的许多特点，使得它的应用是广泛的，现根据不同的使用地点和使用效果对其典型应用进行分析说明。

1.电视会议桌面照明

采用末端发光系统，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，透合与会人员读写而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、难于进行维护或无法承重的场所的效果照明

将末端发光系统用于酒店大堂高大穹顶的满天星造型，配以发散光透镜型发光终端附件和旋转式玻璃色盘，可形成星星闪闪发光的动态效果，远非一般照明系统可比。

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）系统或埋地点陈指引式（末端发光）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

采用末端发光系统，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

采用线发光系统与末端发光系统相结合的方式，进行建筑物轮郭及立面照明。如香港中银大厦外立面圣诞节装饰照明系统，该系统图案新潮，色彩变化丰富。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.建筑物室内局部照明

采用末端发光系统，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。如卢浮宫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.建筑物广告牌照明

线发光光纤柔软易折不易碎，易被加工成各种不同的图案，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且性能优势1。

安装1.发光器安装

一般发光器装置应被放置在方便操作、易于维修及外人不易接近的场所。室内型发光器可直接安装在电气竖井内的专用支架上，也可将其放置在带锁的配电箱内，靠墙明装或嵌墙暗装；室外型发光器可直接安装在室外专用支架上，也可将其放置在带锁的户外防雨箱内，靠墙或在角钢支架上安装。系统的金属保护外壳和金属安装配件均应与屋面的防雷装置做可靠的电气连接。安装时还应视现场的实际情况为其配有可靠的电源插座。

2.光纤安装

点发光光纤的敷设类似于一般电缆，可穿PVC塑料管或沿塑制线槽敷设，通长应尽量平直，减少弯曲，以防止弯曲光损耗。若有弯曲，其拐弯半径应大于或等于其直径的12倍。

线发光光纤一般敷设在广告牌表面、建筑物表面或建筑物内墙表面，可采用卡钉或绑扎带固定，弯曲时拐弯半径应大于或等于其直径的20倍，进出建筑物表面时应做好防水处理。

3.点发光光纤与发光终端附件的连接

一般采用专用连接套件将点发光光纤与发光终端附件连接在一起。为了确保系统的光亮输出，安装时应保证发光终端附件接口端口干净，点发光光纤切口应平直干净，整个连接过程应有防尘措施。

4.发光终端附件安装

基本同普通灯具的安装，在此不做赘述。综上所述，光纤照明的优势是显而易见的，但其价格较高。我们相信随着科学技术的发展和光纤照明产品的规模化生产的实现，其造价必将降至可以接受的范围，从而使光纤照明产品在更多领域有着更为广泛的应用，其独特的动态照明效果和物理特性将使建筑照明更加绚丽多彩1。

特点光纤灯具是节能的、可以艺术造型的新型灯具，它把高亮度的侧发光塑料光纤丝集成一束, 一端或两端配上高亮度的七彩源，在电子控制器件的作用下，可以变换不同的颜色。用它制成的造型工艺装饰灯具广泛用于新居装饰、宾馆酒店，酒吧夜总会、节日晚会、婚礼喜宴、楼房墙房面灯光装饰，它色彩斑斓，时尚华丽，动感十足，高贵典雅。因为省电，经久耐用 。水晶满天星空的设计是室内基本照明系统的补充，在任何局部需要营造愉快、轻松和高雅气氛的地方，都能尽情发挥作用。从讲究舒适的私人空间，如浴室、餐厅、卧室等，到讲究环境气氛的公众地方，如酒吧、舞池、电影院、酒店大堂等；从潮湿或难以更换灯泡的地方，如游泳池、桑拿室、按摩室天花，至展览室内及难以攀登的高顶上，水晶满天星空都被作为设计师的首选，它除了可补充基本照明系统外，更使整个环境显得雍容华贵，精美典雅。璀璨满地星色彩绚丽，光影柔和，气派而不失雅致，营造出愉悦、轻松的气氛，让空间充满了童话般的迷幻色彩。光纤灯饰所带来的幽雅冷光也极为适用于载客电梯、会议室、餐桌和舒适的私人书房等的照明1。

本词条内容贡献者为:

张尉 - 副教授 - 西南大学