專利名稱：大口徑空氣芯光子晶體光纖導(dǎo)光管照明裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于照明設(shè)備的技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種大口徑空氣芯光子晶體光 纖導(dǎo)光管照明裝置。
背景技術(shù)：
近年來，照明電氣原理已發(fā)生了根本變化，照明裝置領(lǐng)域技術(shù)革新不僅在 提高發(fā)光器件的發(fā)光效率、延長使用壽命、提高白光顯色指數(shù)等方面有了長足 發(fā)展，而且實現(xiàn)了用導(dǎo)光管輸送光線，并順著導(dǎo)光管連續(xù)出光，即導(dǎo)光管照明 裝置。當前有用薄膜、透明玻璃管以及聚合物作為導(dǎo)光管裝置的。薄膜的優(yōu)點是價廉、易焊接成充氣的導(dǎo)光管，缺點是容易漏氣失效；透明玻璃管的優(yōu)點是 維護方便、光效高，缺點是容易破裂，光分布均勻性不好；聚合物的優(yōu)點是壽 命長，維護方便，但高效低，光損耗較高。發(fā)明內(nèi)容針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種大口徑空氣芯光 子晶體光纖導(dǎo)光管照明裝置的技術(shù)方案，實現(xiàn)大面積均勻照明，使被照明區(qū)域 明亮無陰影。所述的大口徑空氣芯光子晶體光纖導(dǎo)光管照明裝置，其特征在于導(dǎo)光管左 右兩端通過反光碗對稱設(shè)置光源，所述的導(dǎo)光管采用大口徑空氣芯光子晶體光 纖，光纖直徑為8mm 150mm，中心空氣芯直徑為7mm 149mm，空氣芯外圍空氣 孔包層為25 35層，空氣孔直徑為25 30微米，導(dǎo)光管底部照明角度的扇形 區(qū)域從里向外保留2-4層空氣孔包層，外層為實心結(jié)構(gòu)。所述的大口徑空氣芯光子晶體光纖導(dǎo)光管照明裝置，其特征在于反光碗內(nèi) 側(cè)壁鍍制高反膜。所述的大口徑空氣芯光子晶體光纖導(dǎo)光管照明裝置，其特征在于光源采用 節(jié)能燈、鹵素?zé)艋蚋吡涟坠釲ED。所述的大口徑空氣芯光子晶體光纖導(dǎo)光管照明裝置，其特征在于空氣芯直徑為7mra 15mm時，光源通過前端配合設(shè)置的耦合透鏡與導(dǎo)光管耦合連接。所述的大口徑空氣芯光子晶體光纖導(dǎo)光管照明裝置，其特征在于空氣芯直徑為16腿 149腿時，光源直接放置在導(dǎo)光管的空氣芯內(nèi)。所述的大口徑空氣芯光子晶體光纖導(dǎo)光管照明裝置，其特征在于導(dǎo)光管采用大口徑空氣芯蜘蛛網(wǎng)型光子晶體光纖。所述的大口徑空氣芯光子晶體光纖導(dǎo)光管照明裝置，其特征在于空氣芯直徑為7腿 8匪時，采用數(shù)值孔徑為0. 8的耦合透鏡，當空氣芯直徑為8讓 10腿時，采用數(shù)值孔徑為0. 65或60的耦合透鏡，當空氣芯直徑為10mm 15腿時，采用數(shù)值孔徑為0. 25或40的耦合透鏡。本實用新型以高亮白光LED發(fā)光管或節(jié)能燈、鹵素?zé)魺糇鳛楣庠?，從端面耦合進大口徑空氣芯光子晶體光纖導(dǎo)光管內(nèi)，利用大口徑空氣芯光子晶體光纖的光泄漏進行導(dǎo)光照明，產(chǎn)生均勻照明的白光，可實現(xiàn)大面積均勻照明，使被照明區(qū)域明亮無陰影，節(jié)能，維護方便，且結(jié)構(gòu)簡單、運轉(zhuǎn)穩(wěn)定，可滿足廠礦、大型展覽館大廳、地鐵站、多層商店等場所照明需求。


圖1本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2根據(jù)照明角度要求處理的大口徑空氣芯光子晶體光纖截面示意圖；圖3根據(jù)照明角度要求處理的大口徑空氣芯蜘蛛網(wǎng)型光子晶體光纖端面示意圖；圖4不同空氣孔環(huán)數(shù)對應(yīng)的泄漏損耗圖。
具體實施方式
導(dǎo)光管4左右兩端對稱設(shè)置光源2、 2a，光源2、 2a采用節(jié)能燈、鹵素?zé)艋?高亮白光LED，光源2、 2a外部配合設(shè)置反光碗l、 la將光耦合進導(dǎo)光管4，反 光碗l、 la的內(nèi)側(cè)壁鍍制高反膜，反光系數(shù)在95%以上，以提高光源的利用率。 導(dǎo)光管4采用大口徑空氣芯光子晶體光纖，也可采用大口徑空氣芯蜘蛛網(wǎng)型光 子晶體光纖。光纖直徑尺寸為8mm 150mm，中心空氣芯5尺寸為7mm 149mm， 空氣芯5外圍空氣孔包層為25 35層，每個空氣孔6直徑為25 30微米，根 據(jù)具體照明角度要求，在照明角度的扇形區(qū)域7內(nèi)，從中心空氣芯5算起，從 里向外保留2 4層空氣孔包層，余下的為實心結(jié)構(gòu)。當空氣芯5直徑為7mm 15mm時，光源2、 2a通過前端配合設(shè)置的耦合透鏡3、 3a與導(dǎo)光管4耦合連接。 耦合透鏡3、 3a為大數(shù)值的孔徑透鏡，當空氣芯5直徑為7皿 8皿時，采用數(shù) 值孔徑為0. 8的耦合透鏡3、 3a，當空氣芯5直徑為8匪 10腿時，采用數(shù)值孔 徑為O. 65或60的耦合透鏡3、 3a，當空氣芯5直徑為10mm 15mm時，采用數(shù) 值孔徑為0. 25或40的耦合透鏡3、 3a?？諝庑?直徑為16mm 149mm時，光源 2、 2a直接放置在導(dǎo)光管4的空氣芯5內(nèi)。工作時，光源2、 2a發(fā)出的光耦合進 空氣芯光子晶體光纖，光子晶體光纖的泄漏損耗為LlMk=CaN，其中，a為常數(shù)， 由光纖具體結(jié)構(gòu)和模式?jīng)Q定，C為常量，經(jīng)驗值為a=0. 141033， C=4. 6093X 107， N表示包層空氣孔環(huán)數(shù)，空氣孔環(huán)數(shù)與泄漏損耗關(guān)系如圖4所示。導(dǎo)光管4的主 要原理是利用光子晶體的光泄漏實現(xiàn)照明，如圖4所示，當空氣孔環(huán)數(shù)為4環(huán) 時，泄漏約為104dB/km，減小為3環(huán)時，泄漏約為105 dB/km;為了實現(xiàn)光管出 射光都朝下照明的需求，在具體制作時，采用如下方法將空氣包層為30層左右的空氣芯光子晶體光纖，直徑范圍為8mm至150mm，根據(jù)照明角度要求，如圖 2所示的照明角度，在該照明角度扇形區(qū)域內(nèi)，從中心空氣芯算起，從里向外保 留2 4層空氣孔包層，外層為實心結(jié)構(gòu)。若照明角度為&導(dǎo)光管長度為lm，即 光纖長度也約為lm，要求為光源發(fā)出的光經(jīng)過光纖后幾乎全部泄漏完，即其泄 漏損耗為20dB，由于只讓0角度方向產(chǎn)生泄漏，所以對于整個光纖的泄漏損耗 約為7200/0dB，然后可根據(jù)圖4得到所需空氣孔環(huán)數(shù)。例如若照明角度為120 度，則保留2 3個包層左右；同時為了顯現(xiàn)光在泄漏過程中的均勻照明，采用 兩端對稱的方式，兩邊同時由光源發(fā)出光經(jīng)光纖泄漏，到達光纖另一端時實現(xiàn) 都泄漏完，實現(xiàn)均勻照明。由于光纖下部空氣包層變少，所以導(dǎo)致部分光會有 泄漏情況，即可利用泄漏光實現(xiàn)照明，同時為了保證光在全部光纖長度范圍內(nèi) 泄漏光照明的均勻性，在裝置右端采用對稱裝置同時輸送光進入光纖，實現(xiàn)整 個裝置的均勻照明。
權(quán)利要求
1.大口徑空氣芯光子晶體光纖導(dǎo)光管照明裝置，其特征在于導(dǎo)光管(4)左右兩端通過反光碗(1、1a)對稱設(shè)置光源(2、2a)，所述的導(dǎo)光管(4)采用大口徑空氣芯光子晶體光纖，光纖直徑為8mm～150mm，中心空氣芯(5)直徑為7mm～149mm，空氣芯(5)外圍空氣孔包層為25～35層，空氣孔(6)直徑為25～30微米，導(dǎo)光管(4)底部照明角度的扇形區(qū)域(7)從里向外保留2～4層空氣孔包層，外層為實心結(jié)構(gòu)。
2. 如權(quán)利要求1所述的大口徑空氣芯光子晶體光纖導(dǎo)光管照明裝置，其特 征在于反光碗(1、 la)內(nèi)側(cè)壁鍍制高反膜。
3. 如權(quán)利要求1所述的大口徑空氣芯光子晶體光纖導(dǎo)光管照明裝置，其特 征在于光源(2、 2a)采用節(jié)能燈、囟素?zé)艋蚋吡涟坠釲ED。
4. 如權(quán)利要求1所述的大口徑空氣芯光子晶體光纖導(dǎo)光管照明裝置，其特 征在于空氣芯(5)直徑為7腿 15mm時，光源(2、 2a)通過前端配合設(shè)置的 耦合透鏡(3、 3a)與導(dǎo)光管(4)耦合連接。
5. 如權(quán)利要求1所述的大口徑空氣芯光子晶體光纖導(dǎo)光管照明裝置，其特 征在于空氣芯(5)直徑為16mm 149腿時，光源(2、 2a)直接放置在導(dǎo)光管(4)的空氣芯(5)內(nèi)。
6. 如權(quán)利要求1所述的大口徑空氣芯光子晶體光纖導(dǎo)光管照明裝置，其特 征在于導(dǎo)光管(4)采用大口徑空氣芯蜘蛛網(wǎng)型光子晶體光纖。
7. 如權(quán)利要求4所述的大口徑空氣芯光子晶體光纖導(dǎo)光管照明裝置，其特 征在于空氣芯(5)直徑為7mm 8匪時，采用數(shù)值孔徑為0. 8的耦合透鏡(3、 3a)，當空氣芯(5)直徑為8腿 10mm時，采用數(shù)值孔徑為0. 65或60的耦合 透鏡(3、 3a)，當空氣芯(5)直徑為10mm 15mm時，采用數(shù)值孔徑為0. 25或 40的耦合透鏡(3、 3a)。
全文摘要
大口徑空氣芯光子晶體光纖導(dǎo)光管照明裝置，屬于照明設(shè)備的技術(shù)領(lǐng)域。導(dǎo)光管左右兩端通過反光碗對稱設(shè)置光源，所述的導(dǎo)光管采用大口徑空氣芯光子晶體光纖，光纖直徑為8mm～150mm，中心空氣芯直徑為7mm～149mm，空氣芯外圍空氣孔包層為25～35層，空氣孔直徑為25～30微米，導(dǎo)光管底部照明角度的扇形區(qū)域從里向外保留2～4層空氣孔包層，外層為實心結(jié)構(gòu)。本發(fā)明利用大口徑空氣芯光子晶體光纖的光泄漏進行導(dǎo)光照明，產(chǎn)生均勻照明的白光，可實現(xiàn)大面積均勻照明，使被照明區(qū)域明亮無陰影，節(jié)能，維護方便，且結(jié)構(gòu)簡單、運轉(zhuǎn)穩(wěn)定，可滿足廠礦、大型展覽館大廳、地鐵站、多層商店等場所照明需求。
文檔編號F21V8/00GK101251239SQ200810059538
公開日2008年8月27日 申請日期2008年1月31日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月31日
發(fā)明者沈常宇, 金尚忠 申請人:中國計量學(xué)院