塑料光纤在装饰照明领域的应用

一、引言

塑料光纤由于芯径较大，柔韧性好，广泛应用于装饰照明和短距离信息传输领域。在装饰照明领域中，塑料光纤照明是一种融环保、安全、节能、维修方便、效果独特于一体的装饰照明新方式。由于塑料光纤的自身特点，光纤装饰照明方式广泛地应用于广告、景观设计、娱乐场所以及工业、医学、博物馆等特殊照明场合。它是领引21世纪装饰照明领域的最佳照明方式。本文就塑料光纤在装饰照明领域的应用作一简单介绍，希望能引起行业人士的共鸣。

二、光纤照明的发展

光纤照明早在20世纪30年代就已经被人们所接受，不过那时只是一种思路和实验，采用的光纤主要是集束玻璃光纤，由于成本极高，根本无法达到实用阶段。

二十世纪60年代美国杜邦公司用聚甲基丙烯酸甲酯 (PMMA)为芯材制备出塑料光纤，但光纤损耗较大，也没能将光纤照明推向实用化。

二十世纪70年代后期，随着各国学术界对塑料光纤的高度重视，日本的一些大企业和大学对低损耗塑料光纤的制备进行了大量的研究。1980年三菱丽阳公司以高纯MMA单体聚合PMMA，使塑料光纤损耗下降到200 dB/km以下，并成功实现了产业化和商品化，从而将光纤装饰照明真正推向了实用阶段。

至二十世纪80年代后期，国内从事塑料光纤研究、开发和生产的科研院所也取得了一定突破，其中主要有中科院西安光机所、武汉邮电科学院、南京玻璃纤维研究院和西安交通大学等。

南京玻璃纤维研究院研究了以PS为芯材的塑料光纤，国内首先实现了PS塑料光纤的批量生产，每月产量达1000kg以上。由于其光损耗大于1000dB/km，且柔韧性能不好，只能用于光纤工艺品和部分广告装潢工程。

产品技术指标国内领先，接近国际先进水平。该产品主要用于建筑装饰、博物馆等特殊场合照明以及短距离通信等领域。是国内唯一一家将低损耗PMMA塑料光纤产业化和商品化的生产型企业。

三、光纤照明系统的构成

光纤照明系统一般由光源发生器、光纤和尾灯三部分组成。

1、 光源发生器

光源发生器主要由灯泡、隔红外和紫外光学玻璃片及色盘等三大部分组成。

（1）灯泡主要采用卤钨灯泡（卤素灯）和金属卤化物灯泡（金卤灯泡）卤素灯泡（行业又称石英泡），常用功率为20W、35W、50W、75W、100W主要用在照度要求不高的场合，如家庭下包装和KTV包房里面。特点是价格便宜，光源发生器体积较小，便于安装。金卤灯泡的常用功率为70W、100W、150W、250W，产品的品牌有欧司朗、GE及飞利浦。其光效和色温均较卤素灯高，目前采用较多的是欧司朗150W金卤灯泡。

（2）隔红外和紫外光学玻璃片滤除灯泡产生大部分红外线和紫外线，保护光纤。

（3）色盘光束颜色的变化是通过变换不同颜色的滤色片来实现的，一般有红、黄、绿、蓝等几种颜色。色片固定在可转动的色轮上，然后通过步进电机来实现光束颜色的变换。 为了使光纤照明具有更多色彩，适应更广泛的需求，所以由智能控制器来代替普通电源控制器。它可以将光的强度、光的颜色实现连续变化，也可闪变。在音乐喷泉中还可随其音乐节奏而同步变化。

2、光纤

塑料光纤本身不发光，主要是传导光线。装饰照明用塑料光纤按使用方使的不同，分为端光光纤和侧光光纤两类，同时又有单股和多股之分。

（1）端光光纤，又称尾光光纤

主要使用光纤端面发光来达到装饰照明的作用，其应用方式灵活多变，利用端点组成各种图案、模拟星空效果，还可以配合光学原理来制作出时空隧道等魔幻效果。他主要应用于广告招牌、娱乐场所、文物珠宝照明、以及家庭装修等诸多场所。

（2）侧光光纤，又称通体发光光纤

光线沿光纤长度方向均匀散射，利用光晕来达到装饰的效果。利用侧光光纤可以勾勒物体轮廓或组成各种艺术造型，由于其使用寿命较长，广泛用于勾勒楼宇和水池的轮廓以及地下隧道的道路指引。

3、 尾灯

对于端发光的光纤来说，一般都根据照明要求和装饰的艺术效果来选择尾灯。常见尾灯有天花灯、亭园灯、地埋灯、吊灯等。

四、塑料光纤装饰照明的特点

1、 光线柔性传播

从理论上讲，光线是直线传播的。然而因实际应用的多元性，总希望能方便地改变光的传播方向。光纤照明正是满足了这一要求。这是光纤照明的特点之一。

2、 光与电分离

在传统照明中，都是由光源将电能转换成光能直接得到的，光与电是分不开的。但电有一定的危险性，所以很多场合都希望光与电分开，排除各种隐患，确保照明的安全性。所以光与电的分离是光纤照明的特点之二。

3、只有可见光，无红外和紫外线

一般的光源所发生的光谱不光包括了可见光，其中还包括了红外线和紫外线。在一些特殊场合，红外线和紫外线都是我们所不希望的，比如文物照明。由于塑料光纤的低损耗窗口位于可见光谱的范围，红外线和紫外线的透过率很低，在加上对光源机的特殊处理，所以从光纤发出来的光都是无红外线和紫外线的冷光。这是光纤照明的特点之三。

4、色彩变换丰富

光纤装饰照明的另一大特点就是同点可以变多色，光纤照明的色彩主要由光源发生器控制，同一根光纤可将各种色彩传导到人们的视线中，实现同点或同线可变多种颜色的效果。

5、色彩柔和而纯净

塑料光纤照明系统光色柔和，没有光污染。塑料光纤装饰照明采用过滤光谱的方式改变光源发光颜色，通过光纤传导后，色彩更显柔和纯净，给人的视觉效果非常突出。

五、塑料光纤的应用现状

由于光纤照明的独特优点，它已广泛地应用于各种场合，并在不断地推广中。现将目前国内应用情况和场合简述如下：

1、室内装饰

在室内装饰中，用侧发光光纤来构成轮廊线条，光照均匀、颜色柔和，给人一种和谐幸福的感觉；细端光的合理利用，在家里营造出浪漫温馨的气息，在自己的家里也如同沐浴酒吧的感觉。在酒店大厅中，安装流星光纤制作的水晶吊灯，通过各种色彩和亮点的变化，更显得华丽别致，给人耳目一新的感觉；在KTV包房和演艺大厅里面，利用端光光纤，拼组成具有艺术效果的图案，同时还可以利用端光光纤吊顶，可模拟星空效果，忽明忽暗，使人有无限的太空遐想。

2、水景照明

水景离开了照明就失去了迷人的景色。而普通照明又给游人带来危险的隐患，我们游览水景时，通常都可以看见“请勿戏水，小心有电”等字样，无疑给我们的游览带来点点遗憾。由于光纤照明实现了光电分离，用光纤照明作为水景的点缀，不但颜色鲜艳新颖，而且绝对安全可靠，实属最佳搭配。 光纤照明除了针对水体照明时，使水色更为艳丽动人外，也可用侧光光纤来构成水池的轮廊线。使垂直的彩色水姿与横向的水池轮廓，形成协调的线条美。

3、城市建筑

在灯光工程中，用侧发光光纤来构成建筑轮廓线是最常见应用实例。特别是对一个城市的形象建筑，以多彩的线条把建筑轮廓在夜色中显得更蔚蔚壮观。同时光纤使用寿命很长，属于免维护产品，大大减低了运营费用。另外，可以改变光纤装饰照明的光色，使建筑物轮廓的色彩随季节或气候而变化，给人们一种人性化的感觉。

4、 园林绿化

在园林绿化中，用端发光光纤来作亭院灯、地埋灯，使绿地、道路在照明的同时也有色彩变化。

5、 道路照明

在景观道路上，装上星星点点的端发光光纤，成为光纤甬道，更增加了景观的趣味性，同时可以将流星光缆平铺于地面，人们走在上面如同在光色中浮游，给游玩的人们无穷的遐想。

6、 溶洞照明

溶洞是一种自然景观，由于它没有阳光照射，全靠灯光来展现它的风采。多变的光色和柔性的光纤，对无规则溶石和湖岸更显出它的有用武之地，使溶洞的景色更迷人。而最重要的是清除了对游客的不安全隐患。

7、 古建筑物及文物照明

在一般的灯光照射下，因紫外光的作用，使图书文物、木结构等建筑物加速老化。同时有电会造成大火的危险。而用光纤照明，既安全又能达到理想的艺术效果。

8、 易燃易爆场合

在油库、矿区等严禁火种入内的危险场合中。应用其他各种照明都有明火的隐患。如不小心就会酿成大祸。从安全角度看，因光与电分开，所以光纤照明应是一种最理想的照明。

9、 太阳光的利用

在我们常见的太阳能利用中，都是把太阳光转换为热能或电能，而光纤可将太阳光直接加以利用，用来改善居室照明，对于阴暗的地下室、隧道，采用光纤照明，可让永远见不到阳光的地方能重见光明。

六、应用展望

光纤照明是一种新颖的照明技术，随着产品的成熟及新应用领域的开发，将会得到更广泛的应用。同时在大力普及中不断提高，成本不断降低，产品更为成熟。让光纤照明早日走进寻常百姓家，为大众服务。