העיקרון, המאפיינים ותחום היישום של סיבים אופטיים

תאורת סיבים מתייחסת לשידור דרך מוליך הסיבים האופטיים, שיכול להוליך את מקור האור לכל אזור. זוהי עלייתה של טכנולוגיית תאורה היי-טקית בשנים האחרונות.

סיב אופטי הוא קיצור של סיב אופטי, ביישום של סיב אופטי לשלב הבוגר, בתחום של שידור מהיר של תקשורת, נעשה שימוש נרחב. והיישום המוקדם של סיבים אופטיים הוא הפופולרי ביותר, הוא התכשיט שנעשה על ידי צנתר סיבים אופטיים.

הקדמה קצרה

המוליך של הסיב האופטי עצמו עשוי בעיקר מחומר זכוכית (SiO2), ההעברה שלו היא שימוש באור דרך מקדם השבירה הגבוה של המדיום, לתוך מקדם השבירה הנמוך שמעל לזווית הקריטית ייצור עקרון השתקפות מוחלטת, כך שהאור במדיום הזה יכול לשמור על המאפיינים של צורת גל האור לשדר. החלק המרכזי של מקדם השבירה הגבוה הוא הערוץ העיקרי של העברת האור. מעטפת מקדם השבירה הנמוך מכסה את כל הליבה. מכיוון שמקדם השבירה של הליבה גבוה בהרבה מהקליפה, הוא מייצר השתקפות מלאה, וניתן להעביר את האור בליבה. מטרת שכבת ההגנה היא בעיקר להגן על המעטפת ועל הליבה לא קל לפגוע, אך גם להגביר את חוזק הסיב האופטי.

מצב זוהר

היישום של סיבים אופטיים בתאורה מתחלק לשתי דרכים, האחת היא אור נקודת הקצה, השנייה היא אור הגוף. החלק של האור מורכב בעיקר משני מרכיבים: מארח הקרנה אופטי וסיב אופטי. מארח ההקרנה מכיל מקור אור, מכסה מנוע רפלקטיבי ומסנן צבע. המטרה העיקרית של הכיסוי הרפלקטיבי היא להגביר את עוצמת האור, בעוד מסנן הצבע יכול לפתח את הצבע ולשנות את האפקטים השונים. אור גוף הוא הסיב האופטי עצמו הוא גוף קל, יהווה פס אור גמיש.

רוב הסיבים האופטיים המשמשים בתחום התאורה הם סיבים אופטיים מפלסטיק. בחומרים שונים של סיבים אופטיים, עלות הייצור של סיבים אופטיים מפלסטיק היא הזולה ביותר, בהשוואה לסיבים אופטיים קוורץ, לרוב רק עשירית מעלות הייצור. בגלל המאפיינים של החומר הפלסטי עצמו, בין אם לאחר העיבוד או השונות של המוצר עצמו, זוהי הבחירה הטובה ביותר מכל חומרי הסיבים האופטיים. לכן, עבור הסיב האופטי המשמש בתאורה, הסיב האופטי הפלסטי נבחר כמדיום ההולכה.

תכונות עיקריות

1. למקור אור בודד יכולים להיות בו-זמנית מספר נקודות אור בעלות אותם מאפיינים זוהרים, דבר המתאים לשימוש בתצורה של שטח רחב.

2. מקור האור קל להחלפה, אך גם קל לתיקון. כפי שהוזכר קודם לכן, תאורת הסיבים משתמשת בשני מרכיבים: מארח ההקרנה והסיב. חיי השירות של הסיב האופטי הם עד 20 שנה, וניתן להפריד את מארח ההקרנה, כך שקל להחליף ולתקן.

3. מארח ההקרנה ונקודת האור האמיתית מועברים דרך הסיב האופטי, כך שניתן למקם את מארח ההקרנה במצב בטוח, עם תפקיד של מניעת נזק.

4. האור בנקודת האור מועבר דרך הסיב האופטי, ואורך הגל של מקור האור מסונן, האור הנפלט נקי מאור אולטרה סגול ואור אינפרא אדום, מה שיכול להפחית את הנזק לפריטים מסוימים.

5. נקודת אור קטנה, קל משקל, קל להחלפה והתקנה, ניתן להפוך אותה לקטנה מאוד

6. זה לא מושפע מהפרעות אלקטרומגנטיות, ניתן ליישם בחדר תהודה מגנטית גרעינית, בחדר בקרת מכ"ם .... ומקומות מיוחדים אחרים עם דרישות מיגון אלקטרומגנטי, וזה ציוד תאורה אחר לא יכול להשיג את המאפיינים.

7. האור והחשמל שלו מופרדים. הבעיה החשובה ביותר בציוד תאורה כללי היא שהוא זקוק לאספקת חשמל ותמסורת. גם בגלל המרת אנרגיית הכוח, גוף האור היחסי יפיק גם חום. עם זאת, בתכונות של שטחים רבים, משיקולי בטיחות, רוב מקווים שניתן להפריד בין אור וחשמל, כגון נפט, כימיקלים, גז טבעי, בריכה, בריכת שחייה וחלל אחר, כולם מקווים להימנע מהחלק החשמלי, כל כך אופטי תאורת סיבים מתאימה מאוד ליישום בתחומים אלו. במקביל, ניתן להפריד את מקור החום שלו, כך שהוא יכול להפחית את עומס מערכת המיזוג.

8. ניתן להפיץ את האור בצורה גמישה. לציוד תאורה כללי יש את המאפיינים הליניאריים של האור, ולכן כדי לשנות את כיוון האור, יש להשתמש בעיצוב מיגון שונה. ותאורת סיבים אופטיים היא השימוש בסיבים אופטיים להולכת אור, ולכן יש לה את המאפיינים של שינוי קל של כיוון הקרינה, אך גם תורמת לצרכים העיצוביים המיוחדים של מעצבים.

9. זה יכול לשנות באופן אוטומטי את צבע האור. באמצעות עיצוב מסנן הצבע, מארח ההקרנה יכול לשנות בקלות את מקור האור של צבעים שונים, כך שניתן לגוון את צבע האור, שהוא גם אחד המאפיינים של תאורת סיבים אופטיים.

10. חומר הסיבים האופטיים הפלסטיים הוא רך וקל לקיפול אך לא נשבר בקלות, כך שניתן לעבד אותו בקלות למגוון תבניות שונות.

מכיוון שלסיבים אופטיים יש את המאפיינים הנ"ל, אנו חושבים שהוא המשתנה ביותר בעיצוב, ולכן הדרך הטובה ביותר לסייע למעצב לתרגל את תפיסת העיצוב שלו.

שדה יישום

סביבת היישום של סיבים אופטיים הופכת פופולרית יותר ויותר, ואנחנו פשוט מסווגים אותה כ-5 אזורים.

1. תאורה פנימית

יישומי סיבים אופטיים בתאורה פנימית הוא הפופולרי ביותר, יישומים נפוצים הם בעלי אפקט כוכב התקרה, כמו סברובסקי הידוע משתמש בשילוב של קריסטל וסיבים אופטיים, פיתח סט מוצרי תאורת כוכבים ייחודיים. בנוסף לתאורת השמיים המכוכבים של התקרה, ישנם גם מעצבים המשתמשים באור הגוף של סיבים אופטיים לעיצוב החלל הפנימי, תוך שימוש באפקט של תאורה גמישה של סיבים אופטיים, ניתן ליצור בקלות וילון של אור, או סצנות מיוחדות אחרות.

2. תאורת נוף מים

בגלל המאפיינים ההידרופיליים של סיבים אופטיים, יחד עם ההפרדה הפוטואלקטרית שלו, כך שהשימוש בתאורת נוף המים, יכול בקלות ליצור רצונות של המעצב, ומצד שני, אין לו בעיית התחשמלות, יכול להשיג שיקולי בטיחות. בנוסף, היישום של המבנה של הסיב האופטי עצמו, יכול להיות מותאם גם עם הבריכה, כך שגוף הסיב האופטי הפך גם הוא חלק מנוף המים, אשר עיצוב תאורה אחר לא קל להשיג את האפקט.

3. תאורת בריכה

תאורת בריכת שחייה או כעת תאורת ספא ​​פופולרית, היישום של סיבים אופטיים הוא הבחירה הטובה ביותר. מכיוון שזה המקום לפעילות אנושית, שיקול הבטיחות גבוה בהרבה מהבריכה הנ"ל או מקומות מקורה אחרים, כך שהסיב האופטי עצמו, כמו גם הצבע של אפקט הצבע המגוון, ויכולים לענות על הצרכים של סוג זה של מָקוֹם.

4.תאורה אדריכלית

בבניין, רוב תאורת הסיבים האופטיים משמשת להדגשת קווי המתאר של המבנה. גם בגלל המאפיינים של הפרדה פוטו-אלקטרית, בעלות האחזקה של התאורה הכוללת, ניתן להפחית ביעילות. מכיוון שחייו של גוף הסיבים האופטיים ארוכים עד 20 שנה, ניתן לעצב את מכונת ההקרנה האופטית בתיבת החלוקה הפנימית, ואנשי התחזוקה יכולים בקלות להחליף את מקור האור. וציוד התאורה המסורתי, אם העיצוב של המיקום מיוחד יותר, לעתים קרובות צריך להשתמש בהרבה מכונות ומתקנים כדי לתחזק, עלות הצריכה היא הרבה יותר גבוהה מאשר תאורת סיבים אופטיים.

5. תאורת שרידים אדריכליים ותרבותיים

באופן כללי, שרידים תרבותיים עתיקים או מבנים עתיקים קל להאיץ את ההזדקנות בגלל אור אולטרה סגול וחום. מכיוון שלתאורה בסיבים אופטיים אין בעיות אור אולטרה סגול וחום, ולכן היא מתאימה מאוד לתאורה של מקומות מסוג זה. בנוסף, היישום הנפוץ ביותר כיום הוא ביישום התאורה המסחרית של תכשיטי יהלומים או תכשיטי קריסטל. בתכנון של סוג זה של תאורה מסחרית, רוב שיטות התאורה המרכזיות מאומצות כדי להדגיש את המאפיינים של הסחורה עצמה באמצעות תאורת המפתח. השימוש בתאורת סיבים אופטיים אינו רק ללא בעיית חום, אלא גם יכול לענות על הצרכים של תאורת מפתח, כך שסוג זה של שטח מסחרי הוא גם חלק בשימוש נרחב בתאורת סיבים אופטיים.