长距离锥形光纤灯的研究

发布时间：2017-03-20 15:14

  本文关键词：长距离锥形光纤灯的研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：在能源紧缺、污染严重的现实环境下,随着社会进步和经济发展,各种各样的照明产品也层出不穷,极大地方便了人们的生活和生产,光纤技术的提高更是促进了光纤照明领域的迅猛发展,为不同场合的照明提供了更多的可能性。本课题是在对长锥形光纤分析与研究的基础上进行的,利用长锥形光纤的传光功能及聚光特性设计出了一种全新形式的光纤灯。相对于传统类型的直圆柱形光纤来讲,锥形光纤所特有的结构特点,减少了光线在光纤中传播时候的全反射次数,缩短了光线的传播距离,在一定程度上降低了衰减损耗,提高了光的传输效率。但是,长期以来,锥形光纤的制造难度大、工艺设备水平不高、易受环境因素影响等问题的存在一直制约着锥形光纤产品的量化生产,因此,对锥形光纤的研究及锥形光纤产品的设计有着极为重要的现实意义。根据国内外相关资料和市场调查,本文从纤维光学的基本理论出发,分析了光线在锥形光纤中的传输机理和规律,研究了长距离锥形光纤束的特性。在实际操作的时候,选择进口的多组分玻璃材料F6作为纤芯材料,采用改进后的双坩埚拉丝系统直接拉制长锥形光纤。在集束环节使用光纤的正六角形排列方法,并用胶合法进行固定,同时,对光纤灯装置中透镜的制作、滤光片以及灯罩内填充颗粒的选取提出了限定和要求。长距离锥形光纤灯的主要部件为:光源、聚光透镜、滤光片、长锥形光纤束、控制开关、发光灯罩、内部填充颗粒以及其它一些固定性辅助部件等。光线由光源发出之后照射到滤光片上,通过步进电机的控制选择所需要的颜色,经过聚光透镜的汇聚最后由长锥形光纤束把光线传递到发光端,照亮灯罩。本装置实现了光线的高效传输,安装简单,安全性高,除可以满足日常装饰照明的需求之外,又具备冷光源的特点,能用于诸如矿井、加油站等易燃易爆行业的生产照明,同时又契合了国家所倡导的节能环保的理念。
【关键词】：光纤 长距离锥形光纤束 传输特性 光纤灯
【学位授予单位】：河南师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN253
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 绪论10-14
• 1.1 灯的发展历程10-11
• 1.2 本课题的研究背景11-12
• 1.3 研究长距离锥形光纤灯的意义12-13
• 1.4 本课题研究的主要内容13-14
• 第二章 锥形光纤的基本理论14-33
• 2.1 光纤的研究14-20
• 2.1.1 光纤的分类15-17
• 2.1.2 锥形光纤的结构17-18
• 2.1.3 非通信光纤的应用18-20
• 2.2 锥形光纤的几何特性20-24
• 2.2.1 锥形光纤的数值孔径20-21
• 2.2.2 锥形光纤中的子午光线21-23
• 2.2.3 锥形光纤中的斜光线23
• 2.2.4 锥形光纤的弯曲23-24
• 2.3 锥形光纤中光信号的偏振特性24-25
• 2.4 锥形光纤的功率分布特点25-28
• 2.5 锥形光纤的传输特性分析28-30
• 2.6 光线在锥形光纤中传输时的衰减损耗30-32
• 2.7 本章小结32-33
• 第三章 长距离锥形光纤的拉制33-39
• 3.1 长距离锥形光纤的拉制背景33
• 3.2 多组分玻璃光纤33-34
• 3.3 光纤拉丝装置的简单介绍34-36
• 3.3.1 棒管法34-35
• 3.3.2 双坩埚法35-36
• 3.4 对双坩埚拉丝系统的改进36-38
• 3.5 本章小结38-39
• 第四章 长距离锥形光纤束的制作39-49
• 4.1 锥形光纤束的排列39-41
• 4.2 制作长锥形光纤束的方法41-45
• 4.2.1 胶合法41-42
• 4.2.2 复丝法42-44
• 4.2.3 酸溶法44-45
• 4.3 锥形光纤束中产生暗丝的分析45-48
• 4.3.1 暗丝的种类45-46
• 4.3.2 暗丝形成机制46-47
• 4.3.3 暗丝形成原因的分析47-48
• 4.4 本章小结48-49
• 第五章 长距离锥形光纤灯的设计49-58
• 5.1 长距离锥形光纤灯的设计构想49-51
• 5.1.1 长距离锥形光纤灯设计的基本原理49-50
• 5.1.2 长距离锥形光纤灯的主要组成部件50-51
• 5.2 长距离锥形光纤灯的基本结构及工作原理51-52
• 5.2.1 长距离锥形光纤灯的基本结构51
• 5.2.2 长距离锥形光纤灯的工作原理51-52
• 5.3 长距离锥形光纤灯系统中长锥形光纤束的制作52-56
• 5.3.1 长锥形光纤纤芯、包层材料的选择52
• 5.3.2 长锥形光纤丝的拉制52-54
• 5.3.3 长锥形光纤束的排丝、集束、研磨和抛光54-56
• 5.4 光纤灯装置中透镜的制作56-57
• 5.5 滤光片、灯罩及灯罩内部填充物的选取57
• 5.6 本章小结57-58
• 第六章 结论58-59
• 参考文献59-64
• 附录64-66
• 致谢66-68
• 攻读学位期间的科研成果68-69

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前4条

1 叶鼎铨;国外非通信光纤的应用[J];玻璃纤维;1999年03期

2 彭湛峰;;人类照明发展史[J];发明与创新(学生版);2007年06期

3 薛春荣,祝生祥,李锐,肖志刚,王晓霞;锥形光纤传输特性的检测与分析[J];光电子·激光;2003年07期

4 薛春荣,祝生祥,肖志刚,张玉香;直锥形光纤传输性质的研究[J];应用光学;2004年03期

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 王新伟;大数值孔径多组分玻璃柔性光纤工艺的研究[D];长春理工大学;2008年

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本文编号：258012