Содержание

Оптоволоконное освещение в квартире

Правила подбора проектора для оптоволокна

Основой всех систем оптоволоконной подсветки является проектор, он же светогенератор. Он представляет собой небольшого размера металлическую коробочку внутри которой находится галогеновая лампа, система охлаждения и несколько отверстий со светофильтрами разных цветов. Достаточно соединить оптические кабели с проектором в специальных отверстиях и закрепить специальными муфтами. Благодаря светофильтрам, получаются разные цвета световолокна, что позволяет получать разные цветовые эффекты.

При выборе проектора, следует обращать внимание на:

Тип установленных ламп;
Общую потребляемую мощность;
Яркость излучения ламп;
Наличие фильтров;
Системы линз;
Системы управления.

Благодаря последним, можно получить самые разные цветовые эффекты. Во многих инструкциях к проекторам и готовым системам оптоволоконных систем освещения есть инструкция, а также схема подключения оптоволоконных систем подключения кабелей. Это значительно облегчает весь монтаж особенно для новичков, которые впервые выполняют подобные работы.

Установка проектора не допускается вплотную к поверхности. Необходимо оставлять зазор для охлаждения всего проектора. Важен также температурный режим, не рекомендуется эксплуатация проектора при температуре окружающего воздуха выше 30 ᵒС.

Из чего состоят световые фонари

Строение светового фонаря

Световоды работают по такому принципу: свет аккумулируется в верхней сферической части, затем по отражающим поверхностям подается внутрь. Потери составляют от 10 до 40% на каждом метре трубы, до 40% на изгибах. Классический вариант светового туннеля состоит из таких частей:

купол (круглое стекло, устанавливается со стороны крыши);
кровельная часть;
отражающая труба (непосредственно световод);
рассеиватель;
дополнительные детали – угловые адаптеры, лампы для ночного освещения, другое.

Преимущества

При правильной эксплуатации такие фонари имеют длительный срок службы

Устройства с каждым годом применяются все чаще. Дополнительное естественное освещение устанавливают в производственных помещениях и частных домах. Можно установить световод своими руками в домашних условиях. Монтаж занимает мало времени и сил.

Туннели позволяют сэкономить электроэнергию – по средним данным световоды позволяют тратить до 60% меньше. При правильной установке световодный фонарь служит 10 лет и более – гарантия производителя не менее 5 лет

Устройства теплоизолированы – летом не пропускает тепло, зимой холод (важно для жилых помещений, цветоводства и других)

Световые туннели просты в обслуживании. Есть возможность регуляции освещения. Из дополнительных функций – проветривание, классический светильник (зависит от модели).

Недостатки

При покрытии световода снегом его работоспособность может снизиться до нуля

При всех очевидных достоинствах подобные механизмы имеют несколько минусов, с которыми следует ознакомиться перед установкой. Световод – это устройство, аккумулирующее естественный свет. Поэтому для нормальной работы требуется достаточное количество времени – туннели не подходят для использования в местах с коротким световым днем.

Зимой также могут возникнуть сложности. Если купол будет покрыт снегом, работоспособность и светопропускаемость снизятся, иногда до нуля. Поэтому нужно либо устанавливать другой источник, либо своевременно очищать стекло.

Первоначальная установка имеет высокую цену. Хотя этот недостаток временный – обычный срок окупаемости 2-3 года, а время эксплуатации – более 10 лет.

Схема расположения и осветительные приборы для оптоволоконного света

Оптическое волокно бывает двух типов:

стеклянное, гибкий стеклянный сердечник которого покрыт специальным защитным слоем;
синтетическое, полимерная основа сердечника которого также может покрываться защитным слоем, а может оставаться «раздетой».

Различие между ними состоит в степени поглощения света и, разумеется, в цене. Каждый осветитель адаптирован к своему типу оптического волокна и, кроме лампы, может содержать дистанционно управляемые цветные фильтры и блоки управления для синхронизации совместной работы нескольких осветителей.

Какому типу оптического волокна отдать преимущество, зависит только от назначения света. Стеклянные оптические кабели передают свет на расстояние до 10 метров практически без потерь и их лучше использовать как осветительные приборы. Синтетическое волокно несколько хуже пропускает излучение, и его чаще применяют в качестве эффектного, декоративного света.

Интенсивность света на выходе из кабеля зависит не только от мощности осветителя и расстояния, но и от площади сечения самого кабеля. Максимальное количество оптических волокон выходящих из одного осветителя может достигать 250 штук, что вполне достаточно для реализации «звездного неба» или «светящейся занавеси».

Сверкая огранкой, светящиеся кристаллы терминалов обеспечивают все многообразие применений оптоволоконного света

Одни используются для подсветки предметов, другие ярким пятном света привлекают внимание, третьи служат для фиксации оптического кабеля в подвесном или натяжном потолке

Полностью меняем дизайн квартиры за счет изменения цвета ее освещения

Подсветка потолка: стильный элемент дизайна

Декоративная подсветка: роскошный интерьер своими руками

Светильники споты в интерьере: воплощение дизайнерских идей и задумок

Кованая люстра: секреты домашнего изготовления своими руками

Выбор светильников

При выборе светильников под освещение для дачи необходимо учитывать не только эстетическую цель, но и функциональную

Еще важно покупать такие приборы, которые дают достаточно света, но расходуют минимальное количество электрической энергии

Останавливаться на традиционных лампах накаливания нецелесообразно, поскольку они подвергаются перегреву, требуют много электричества и быстро выходят из строя. При этом, под воздействием отрицательных температур эти устройства могут взорваться.

В качестве альтернативы можно использовать:

Люминесцентные и галогенные устройства. Представляют собой современное решение с экономичным расходом электроэнергии и большим сроком службы.
Светодиодное освещение. Такие светильники отличаются от традиционных аналогов отсутствием уязвимости к нагреву, увеличенным сроком эксплуатации и повышенной яркостью. Устанавливая светодиодные приборы, можно вручную изменять интенсивность освещения, а также красиво декорировать различные элементы ландшафта.
Оптоволоконные светильники. Являются своеобразным «ноу-хау» в мире осветительных систем. Сфера их применения достаточно широка: основной или дополнительный свет, архитектурная подсветка, декорирование садовых водоемов, альпийских горок и других предметов ландшафтного дизайна. Работа системы основа на простом проекторе (он представляет собой источник света для оптоволокна), кабеле и резьбовых насадках. Используя один генератор, можно обеспечить светом большую площадь.

К плюсам оптоволоконного освещения следует отнести простоту установки и управления, большой срок службы и экономный расход электричества.

Сегодня популярными становятся стильные решения в виде тротуарной или люминесцентной плитки со светодиодами. Отдельные устройства способны аккумулировать энергию солнца днем, а затем выделять ее ночью.

Шаг 9: Устанавливаем нити

Соберём пучки. Например, 7х 85 см или 50x 55cm соединим с помощью термоусадочной трубки, чтобы держать их вместе. Повторим эти действия для всех остальных групп.

Возьмём 7x 85см нити и каждую прядь пропустим через отверстие на внутреннем кольце нижней пластины.

Повторим это для второго кольца и так далее, пока все волокна не будут установлены.

Вы должны протянуть все нити через одно отверстие! Это позволит гораздо лучше пропускать свет и монтировать нити в закрытый корпус.

Чтобы сделать равномерный срез торца, нагреем шпатель паяльной лампой до тех пор, пока он не будет достаточно горячий для плавки волокон.

Монтаж подсветки без продевания нитей

В случае монтажа подсветки без продевания все элементы подсветки будут выглядеть следующим образом:

Этот вариант несколько сложнее предыдущего, т. к. требует установки фальшпотолка из гипсокартона, фанеры, пенопласта либо другого листового материала, монтируемого между базовым потолком и полотном натяжного потолка. В нем последовательно делаются отверстия, через которые и будут протягиваться нити оптоволокна. Нити (или пучки нитей) закрепляются на верхней поверхности фальшпотолка. Их нижние концы будут упираться в полотно натяжного потолка, практически не имея возможности смещаться в сторону. На концы оптоволокна можно прикрепить несколько светодиодов, имеющих различную мощность. Это позволит создать эффект сияния крупных небесных тел (астероидов, комет и т. д.).

После установки фальшпотолка зафиксированные концы оптоволокна равномерно обрезаются. Это позволит им равномерно прилегать к поверхности нижнего полотна.

Создавая подсветку без продевания нитей, следует использовать полотна с максимальной светопропускной способностью.

Где применяется оптоволоконное освещение

Сфера применения волоконно-оптического света очень велика, он может быть использован там, где традиционные системы освещения находят различного рода препятствия:

узкие места с недостаточным воздушным пространством для вентиляции;
объекты и материалы, чувствительные к нагреванию и ультрафиолетовым лучам;
места с повышенной влажностью и т.д.

Места с повышенной влажностью

Исключительным приоритетом пользуются осветительные системы на основе оптического волокна в местах, исключающих присутствие электрических цепей. С точки зрения безопасности, они могут находиться в контакте с водой, газом, воспламеняющимися материалами. С помощью оптоволоконного кабеля раз и навсегда решается вопрос с освещением ванных комнат, душевых кабин, саун и даже русской или турецкой бани, когда присутствие воды и водяного пара выводит из строя самые влагонепроницаемые светильники.

Вам будет интересно Моргание; и отключение электричества во всей квартире

Оптоволоконное освещение для сауны

Оптоволоконное освещение для бани

Подсветка картин, ювелирных изделий, произведений искусства

Волоконно-оптический свет наиболее адекватно передает цветовую гамму предмета и им часто подсвечивают картины, драгоценные камни, произведения искусства, исторические находки, витрины частных коллекций, выставки произведений искусства.

Оптический кабель можно вмонтировать в каркас витрин и, используя различные направленного и рассеивающего типа терминалы, освещать объекты целиком или выделять характерные его части, создавать ореолы света вокруг произведений искусства. При этом, совершенно не нагревая замкнутое пространство витрин и не воздействуя ни тепловым, ни ультрафиолетовым излучением на находящиеся там предметы.

Оптоволоконное освещение фото

Подсветка бассейнов и фонтанов

Очень эффектно выглядит декоративное световое обрамление фонтанов, мостов и бассейнов, выполненное непрерывными светящимися линиями, находящимися в непосредственной близости к воде, сверкающей волшебной игрой отраженного света. Оптическое волокно прокладывают вдоль борта или по контуру бассейна и укрепляют с помощью специальных пластмассовых зажимов, а сам источник размещают в непосредственной близости, но недоступной воде нише, с возможностью дальнейшего обслуживания.

Оптоволоконная подсветка для бассейна

Оптоволоконное освещение в местах развлечений

Предметом множества дизайнерских находок может быть волоконно-оптический свет в интерьерах различных мест развлечений – ночных клубах, казино, кинотеатров, детских игровых площадок. Широкий простор дизайнерской фантазии в творении интерьеров офисов, квартир, баров и ресторанов.

Звездное небо и занавесь из «светящихся струй»

Для престижных салонов и магазинов специально разработана новая модульная система, интегрированная с оптическим кабелем, из которой можно изготавливать витрины, встроенные ниши, монтажные профили для стен и потолков. Такие витрины разрешают проблему с перегреванием и порчей размещенных внутри предметов и частую замену ламп. Элегантные, крепкие и универсальные, они могут быть приспособлены под любое помещение и вкус.

Потолок звездное небо оптоволокно

Подсветка с использованием оптоволоконных нитей

Ландшафтное освещение с оптическим кабелем

Нынче невозможно представить изысканный внутренний дворик или газон без подсветки. Традиционно используют внешние светильники с направленным светом для акцентированного освещения элементов архитектуры.

Дизайнеры, используя оптоволоконное освещение, предлагают свое видение архитектурного, эмоционального решения подсветки дорожек, мостиков и беседок непрерывными цветными линиями. Фантастически выглядят светильники в виде выдвигающихся светящихся столбиков, целиком состоящих из оптического материала, бросающих световые кольца на темный газон.

Оптическое волокно в ландшафтном дизайне

Вывеска и реклама

Чрезвычайно практичным является применение волоконно-оптического света в качестве светящихся вывесок и рекламных щитов. Оптическое волокно не подвержено воздействию атмосферных осадков, его можно мыть и стирать пыль, не опасаясь повредить кабель. Простота монтажа и легкость обслуживания, особенно в труднодоступных местах, где вывеска располагается на крышах домов или фасадах крупных заведений, заменяя время от времени лишь лампу в осветителе, позволяет оперативно и экономно восстанавливать первоначальный вид.

Однострочная вывеска, реализованная с помощью одного светящегося оптического кабеля, позволяет каллиграфически выписать название фирмы или ее логотип.

Монтаж подсветки с продеванием нитей сквозь полотно

В первую очередь, необходимо выбрать место для проектора. Не следует его полностью прятать под полотном потолка, ведь необходимость в замене лампы или в устранении какой-либо неисправности рано или поздно возникнет. Для его установки лучше всего подойдет гипсокартонная ниша, обрамляющая натяжной потолок. Можно использовать функциональный гипсокартонный короб или, на крайний случай, специальное углубление в стене. Во всех случаях необходимо обеспечить доступ к устройству посредством закрывающегося люка.

На следующем этапе крепим к поверхности базового потолка малярную сетку.

После этого нити оптоволокна следует продеть сквозь сетку в тех местах, где на плоскости натяжного потолка будут расположены светящиеся объекты.

Необходимо избегать резких перегибов оптоволокна, т. к. это может повлиять на качество подсветки.

После того как оптоволокно будет продето сквозь сетку, его свободные концы связываются, ровно обрезаются, а получившийся пучок подсоединяется к светогенератору. Подключив проектор к электрической сети, нужно убедиться в том, что все волокна светятся.

На следующем этапе можно приступать к установке натяжного потолка и к продеванию нитей сквозь его полотно. Первым делом следует закрепить один угол полотна на предварительно установленной багете. Учитывая, что полотно вначале крепится по углам помещения, необходимо прогреть его по диагонали и закрепить в двух противоположных углах. Теперь можно продевать нити, начиная с середины помещения. Сразу возьмите на заметку, что без помощника в этом деле не обойтись.

Отверстия в полотне можно делать нитями оптоволокна, обрезав их концы под 45°. Но в большинстве случаев проколы делаются обыкновенной иголкой или тонким шилом.

В каждое отверстие протягивается одна или несколько нитей (в зависимости от дизайнерской задумки). Концы нитей должны выступать на 15 см, но для удобства во время монтажных работ можно оставлять и более длинные концы.

Слишком сильно натягивать нити нельзя, лучше оставить запас их длинны. Это позволит легко вставлять и вытягивать пучок волокна из проектора, избежав многих неудобств, связанных с ограничением длины.

По мере того как нити будут продеваться сквозь поверхность полотна, следует прикреплять его оставшуюся часть к багете (не забываем, что первым делом прикрепляются углы).

После того как потолок будет смонтирован, нити, для надежности, можно закрепить на поверхности полотна с помощью прозрачного клея. Но делать это необязательно.

Оптоволокно можно оставить в виде коротких свисающих нитей.

При желании, после окончания монтажных работ нити можно обрезать. Некоторые обрезают их заподлицо с потолком, а кто-то оставляет светящиеся концы снаружи.

Для того чтобы создать эффект свечения более крупных звезд, концы оптоволокна следует ровно обрезать и запаять их края паяльником.

В конструкции одного потолка рекомендуется использовать нити различного диаметра. Это позволит сымитировать свет звезд, имеющих различную яркость.

Звездная подсветка с кристаллами Сваровски

Если считаете, что потолок вашей квартиры достоин самого лучшего оформления, есть решение, позволяющее сделать его подсветку идеальной. Мы имеем в виду хрустальные кристаллы Сваровски, способные идеально рассеивать свет от оптоволокна.

С помощью специальных армированных колец эти объекты крепятся к нижней поверхности натяжного потолка. Затем в них вставляются одна или несколько оптоволоконных нитей. Это позволяет получить несколько четких и ярких лучей, отбрасываемых в разные стороны. Благодаря кристаллам Сваровски можно создавать яркие созвездия и реализовывать не менее экстравагантные дизайнерские задумки.

Звездный потолок на основе оптоволокна

На сегодняшний день существует несколько способов, позволяющих создать потолок в виде звездного неба, с использованием оптоволокна и светового генератора. Все они подразумевают монтаж оптико-волоконных нитей и светового проектора.

Простейшим примером подсветки с использованием перечисленных компонентов является знакомый многим читателям светильник, шапка которого состоит из полупрозрачных волосков, переливающихся различными цветами. Внедрив похожие нити, имеющие различную толщину (0,5…3мм), в конструкцию натяжного потолка, можно легко сымитировать свет далеких звезд, обладающих различной яркостью. Оптоволоконные нити располагают в пространстве между основным потолком и полотном натяжного потолка. Иногда их выводят наружу, а иногда полностью скрывают под полотном.

Вывод оптоволокна сквозь полотно наружу гарантирует создателю потолка определенные преимущества. Они заключаются в том, что звезды на потолке горят намного ярче, их отчетливо видно даже в светлое время суток. Но знайте: если проектор, освещающий подобную конструкцию, будет выключен, то каждая нить (если она обрезана заподлицо с полотном) будет выглядеть темной точкой на потолке (особенно, если потолок низкий). Следовательно, если вам пришелся по душе подобный вариант, то реализовывать его следует совместно с нанесением фотопечати. Если нет такой возможности, то необходимо использовать полотна темного цвета. Следуя этим советам, вы сможете максимально замаскировать проколы в потолке.

Если вы решили не продевать оптоволокно сквозь полотно натяжного потолка, то свет «созвездий» идеально будет виден лишь в полной темноте, сияние получится слегка рассеянным. Зато целостность полотна в этом случае не пострадает, а торчащие из него нити не испортят внешний вид потолка днем. Для того чтобы свет казался ярче, следует применять оптоволокно большего диаметра (1-2 мм).

оптоволоконное освещение своими руками .

Оптоволоконная подсветка в сауне или бане своими руками. Все купил на AliExpress!

Нажми для просмотра

Принцип работы и сферы применения световодного освещения

По сравнению с традиционно используемым освещением на базе лампочки накала и других аналогичных систем освещения оптоволоконная подсветка имеет ряд преимуществ:

Абсолютная пожаро- и электробезопасность. Если проектор (источник света) вынесен за область экстремальных температур и атмосферной влажности, помещение бани будет безопасно и сохранено от возможности короткого замыкания в системе освещения. Светящиеся элементы не производят тепла и могут устанавливаться даже под обшивку из горючих материалов.
Низкое энергопотребление.
Стойкость оптоволоконного кабеля к нагреву вплоть до двухсот градусов. Поэтому такие светильниками можно монтировать даже на потолке в парилке.
Небольшие размеры позволяют прятать оптоволоконный провод и прочие компоненты освещения даже под тесную обшивку.
Легкий монтаж. Установить оборудование не сложнее, чем провести обычную электрожилу.
Долговечность. Оптоволоконный материал практически не стареет, а источник света (особенно если выбран лед-элемент) может функционировать до 100 тыс. часов.
Визуальный комфорт восприятия. Освещение не вызывает раздражения зрения даже при большой яркости.
Отсутствие в составе компонентов каких-либо вредных веществ.
Возможность воплощения различных дизайнерских задумок. Большое разнообразие цветового, светового и фигурного оформления.

Пожалуй, единственным недостатком оптоволоконной системы освещения является его высокая цена. Однако если соразмерить все положительные эффекты, то он сразу потеряется на их фоне.

Гибкий световод

Гибкие световоды со стабильными значениями коэффициента светопропускания, соответствующими заданной длине световода, находят широкое применение в вычислительной технике, в частности для усовершенствования устройств обработки информации с целью увеличения надежности их работы, уменьшения габаритов, а главное повышения числа элементов информации, которые могут быть зарегистрированы в единицу времени.

Гибкие световоды должны иметь малые потери, достаточную гибкость и прочность, а кроме того, не снижать степень когерентности в результате вибраций, перемещения световодов и температурных изменений.

Схема и устройство оптического узла сканирующего радиометра.

Применение гибких световодов в пирометрах позволяет, например, осуществлять контроль воспламенения воздушно-топливной смеси в двигателях внутреннего сгорания. Для этого входные концы стекловолоконных жгутов устанавливаются в различных цилиндрах контролируемого объекта. Выходные торцы жгутов сформированы в виде одного кадра, что позволяет одновременно снимать на пленку процесс горения во всех контролируемых точках. При необходимости на ту же пленку может регистрироваться излучение эталонного источника, поданное по отдельному жгуту.

Применение гибких световодов в пирометрах позволяет, например, осуществлять контроль воспламенения воздушно-топливной смеси в двигателях внутреннего сгорания. Для этого входные концы стекловолокон-ных жгутов устанавливаются в различных цилиндрах контролируемого объекта. Выходные торцы жгутов сформированы в виде одного кадра, что позволяет одновременно снимать на пленку процесс горения во всех контролируемых точках. При необходимости на ту же пленку может регистрироваться излучение эталонного источника, поданное по отдельному жгуту.

В длинных гибких световодах не применяют вторую экранирующую оболочку, так как свет, проникающий через боковую поверхность оболочки, рассеивается на участках неплотной укладки волокон, не достигая поверхности изображения.

Зависимость прочности.| Дилатометрические кривые стеклянных волокон из стекла ТК-16. / — для волокон, выработанных из расплава стекла. 2 — для волокон при повторном их нагревании.

С помощью гибкого световода , оснащенного линзой, можно передавать изображения из отдельных участков пространства в неподвижно укрепленную фото -, кино — или телекамеру. Такое использование световодов, связанное с необходимостью их многократных изгибов, вибрации, выдерживания определенных ударных нагрузок, не приводит к существенному снижению их оптических характеристик вследствие полома отдельных оптических волокон.

Волоконные элементы в виде гибких световодов могут обеспечить практически безынерционную передачу светового сигнала по сравнению с передачей электрического сигнала по проводам.

В связи с более широким применением гибких световодов в конструкциях эндоскопов возможно их размещение в охватывающей детали для обнаружения трещин в резьбе шпильки. Применение обзорно-поискового волоконно-оптического устройства может позволить осуществить измерение параметров изображения.

Явление полного внутреннего отражения используется в гибких световодах . Если свет направить на конец тонкого стеклянного стержня ( волокна), то углы, под которыми лучи падают на стенки стержня, превысят предельный угол.

На рис. 7 приведены экспериментальные кривые зависимости коэффициента светопропускания гибких световодов от их длины.

Недавно Риглер и др. , пропуская импульс неодимэвого лазера с модулированной добротностью через гибкий световод , расположенный на краю ячейки, получили скачок температуры 0 07 С в круглой ячейке диаметром 2 мм и высотой 1 5 мм.

В другом варианте фотоумножитель и усилитель вынесены за пределы корпуса пера и соединены с ним гибким световодом из стекловолокна.

Способ укладки волокна намоткой предполагает укладку волокна на бобину в один слой, закрепление волокон в слое исключающее возможность их смещения друг относительно друга, и затем укладка этих одинарных слоев один над другим в форму до получения необходимого сечения оптического волоконного элемента, в частности гибкого световода . Длина световода определяется диаметром бобины. Интересна рекомендация наносить первую оболочку с меньшим показателем преломления путем осаждения ее на волокно из раствора.

Установка и монтаж

Рассмотрим на примере, как своими руками сделать оптоволоконное боковое и торцевое освещение для бани.

Монтаж бокового освещения

Алгоритм установочных работ сводится к следующим действиям:

В предбаннике или раздевалке рядом с перегородкой в парную неподвижно закрепляется проектор.
В самой бане монтируется оптоволоконный кабель согласно дизайн-проекту.
Через отверстие в стене кабель выводится в помещение к проектору и соединяется с ним.
Оборудование подключается в сеть и проверяется на работоспособность.

Установка торцевого освещения

В отличие от вышеописанного способа монтажа оптоволоконного освещения установка торцевой подсветки осложняется тем, что для каждой точки выхода требуется отдельное крепление – соответствующее заранее спланированному проекту оформления. Световой поток от светильников прежде всего должен быть направлен на двери, полки, емкости под воду и источник нагрева. Во многих случаях сначала крепится оборудование, а затем материалы отделки и элементы интерьера. Поэтому все работы нужно вести аккуратно, чтобы не повредить осветительные компоненты.

Для установки оборудования и кабелей оптоволоконного освещения требуется применять различные крепежные элементы. Их монтаж сопряжен с определенными трудностями и необходимостью гармоничного сочетания с интерьером и системой внутренней отделки. Поэтому чтобы не пострадало оформление помещения и при этом соблюдалась равномерность подсветки, необходимо заранее продумать все ступени работ и учесть особенности применяемой светотехники, не забывая о правилах электробезопасности.

Применение

Волоконно-оптическая связь

Основная статья: Волоконно-оптическая связь

Волоконно-оптический кабель

Основное применение оптические волокна находят в качестве среды для передачи информации в волоконно-оптических телекоммуникационных сетях различных уровней: от межконтинентальных магистралей до домашних компьютерных сетей. Применение оптических волокон для линий связи обусловлено тем, что оптическое волокно обеспечивает высокую защищённость от несанкционированного доступа, низкое затухание сигнала при передаче информации на большие расстояния, возможность оперировать с чрезвычайно высокими скоростями передачи и пропускной способностью даже при том, что скорость распространения сигнала в волокнах может быть до 30 % ниже, чем в медных проводах и до 40 % ниже скорости распространения радиоволн. Уже к 2006 году была достигнута частота модуляции 111 ГГц, в то время как скорости 10 и 40 Гбит/с стали уже стандартными скоростями передачи по одному каналу оптического волокна. При этом каждое волокно, используя технологию спектрального уплотнения каналов может передавать до нескольких сотен каналов одновременно, обеспечивая общую скорость передачи информации, исчисляемую терабитами в секунду. Так, к 2008 году была достигнута скорость 10,72 Тбит/с, а к 2012 — 20 Тбит/с. Последний рекорд скорости — 255 Тбит/с.

С 2017 года специалисты говорят о достижении практического предела существующих технологий оптоволоконных линий связи и о необходимости кардинальных изменений в отрасли.

Волоконно-оптический датчик

Оптическое волокно может быть использовано как датчик для измерения напряжения, температуры, давления и других параметров. Малый размер и фактическое отсутствие необходимости в электрической энергии дают волоконно-оптическим датчикам преимущество перед традиционными электрическими в определённых областях.

Оптическое волокно используется в гидрофонах в сейсмических или гидролокационных приборах. Созданы системы с гидрофонами, в которых на волоконный кабель приходится более 100 датчиков. Системы с гидрофоновым датчиком используются в нефтедобывающей промышленности, а также флотом некоторых стран. Немецкая компания Sennheiser разработала лазерный микрофон, основными элементами которого являются лазерный излучатель, отражающая мембрана и оптическое волокно.

Волоконно-оптические датчики, измеряющие температуры и давления, разработаны для измерений в нефтяных скважинах. Они хорошо подходят для такой среды, работая при температурах, слишком высоких для полупроводниковых датчиков.

С использованием полимерных оптических волокон создаются новые химические датчики (сенсоры), которые нашли широкое применение в экологии, например, для детектирования аммония в водных средах.

Разработаны устройства дуговой защиты с волоконно-оптическими датчиками, основными преимуществами которых перед традиционными устройствами дуговой защиты являются: высокое быстродействие, нечувствительность к электромагнитным помехам, гибкость и лёгкость монтажа, диэлектрические свойства.

Оптическое волокно применяется в лазерном гироскопе, используемом в Boeing 767[источник не указан 2622 дня] и в некоторых моделях машин (для навигации). Волоконно-оптические гироскопы применяются в космических кораблях «Союз». Специальные оптические волокна используются в интерферометрических датчиках магнитного поля и электрического тока. Это волокна, полученные при вращении заготовки с сильным встроенным двойным лучепреломлением.

Другие применения

Диск фрисби, освещённый оптическим волокном

Оптические волокна широко используются для освещения. Они используются как световоды в медицинских и других целях, где яркий свет необходимо доставить в труднодоступную зону. В некоторых зданиях оптические волокна направляют солнечный свет с крыши в какую-нибудь часть здания. Также в автомобильной светотехнике (индикация на приборной панели).

Волоконно-оптическое освещение также используется в декоративных целях, включая коммерческую рекламу, искусство и искусственные рождественские ёлки.

Оптическое волокно также используется для формирования изображения. Пучок света, передаваемый оптическим волокном, иногда используется совместно с линзами — например, в эндоскопе, который используется для просмотра объектов через маленькое отверстие.

Оптическое волокно используется при конструировании волоконного лазера.

Шаг 1: Оборудование и инструменты

Листы черного плексигласа размерами 50*50 см и толщиной 4-6 мм .
200 стеклянных шариков диаметром 1,7см ;

3 Вт RGB светодиоды с дистанционным управлением;
Пластиковый контейнер;

Термоусадочные трубки;
ИК-приемник;
Эпоксидный клей;

Цепь;
Переходной патрубок;
120 м волоконно-оптического кабеля;

Провода;
Клейкая лента;
Чёрная краска;

Винты;
Трёх контактная электрическая вилка/розетка;
Цоколь от лампы.

Инструменты :

Шлифовальный диск;
Дрель и свёрла;
Горячий клеевой пистолет;
Гравёр с насадкой;
Пила;
Электролобзик;
Лак и кисти для краски;
Ножовка;
Рубанок;
Циркуль;
Тиски;
Пластилин;

Определение слова «Световод» по БСЭ:

Световод — светопровод, световой волновод, устройство для направленной передачи световой энергии. Использование для этой цели открытых световых пучков в воздушной среде часто неэффективно или невозможно. передачу на значительные расстояния затрудняет главным образом наличие в атмосфере случайно распределённых неоднородностей, приводящих к отклонению и расхождению пучка. Поэтому применяют С. различных типов. Одним из типов С. является линзовый волновод — система заключённых в трубу и расположенных на определённых расстояниях (обычно через 50-100 м) стеклянных линз, которые служат для периодической коррекции волнового фронта светового пучка. В качестве корректоров могут также применяться газовые линзы или зеркала определённой формы. Наиболее перспективный тип С. — стеклянный волоконный С. Он представляет собой тонкую нить, состоящую из сердцевины радиуса a₁ с преломления показателем (ПП) n₁, окруженную оболочкой с внешним радиусом a₂, ПП которой n₂1 (рис.). При прохождении света по волокну лучи испытывают Полное внутреннее отражение на поверхности раздела сердцевины и оболочки и распространяются только по сердце вине, хотя и сердцевина, и оболочка изготовляются из оптически прозрачного материала.В зависимости от назначения С. диаметр 2а₁ составляет от нескольких мкм до нескольких десятков мкм, a 2a₂ — от нескольких десятков до нескольких сотен мкм. Величины 2a₁ и n₁/n₂ определяют число типов волн (мод), которые могут распространяться по С. при заданной длине волны света. Выбирая 2a₁ достаточно малым, а отношение n₁/n₂ достаточно близким к 1, можно добиться, чтобы С. работал в одномодовом режиме.Волоконные С. нашли широкое применение в технике (см. Волоконная оптика). В ближайшей перспективе открывается возможность, применяя такие С. в системах оптической связи, резко увеличить пропускную способность этих систем, которая может быть выше, чем у любых др. известных систем связи. в качестве источников света при этом должны использоваться лазеры. Важнейшей характеристикой С., предназначенных для подобных систем, являются оптические потери, обусловленные поглощением и рассеянием света в С. К 70-м гг. 20 в. созданы волоконные С. с малыми потерями: на длине в 1 км коэффициент пропускания составляет 50%. Материалом для таких С. служит кварцевое стекло. различия ПП сердцевины и оболочки достигают легированием этого стекла (например, бором, титаном или германием).Волоконные С. с самыми низкими потерями изготовляют следующим образом. Материал оболочки и сердцевины (чистое кварцевое стекло и легированное кварцевое стекло) получают окислением газообразных соединений кремния и легирующего элемента (например, SiCl₄ и SiCl₄+BCl₃) и осаждением их из газовой фазы в определённой последовательности (с одновременным плавлением) на внутреннюю поверхность кварцевой трубки. Затем кварцевую трубку сжимают и из полученной т. о. заготовки вытягивают волокно.Разработаны весьма перспективные волоконные С. более сложной конфигурации, например многослойные С. и С. с непрерывным изменением ПП по сечению волокна. С. с распределением ПП по квадратичному закону получили название селфоков.Лит.: Маркузе Д., Оптические волноводы, пер. с англ., М., 1974. Кучикян Л. М., Световоды, М., 1973. Миллер, Маркатили, Тинг Ли, Исследование световодных систем связи, «Тр. института инженеров по электротехнике и радиоэлектронике», 1973, т. 61, №12. French W. G., , Optical waveguides with very low losses,«Bell System Technical Journal», 1974, v. 53, № 5.Е. М. Дианов.Поперечное сечение круглого оптического волокна в оболочке.

Применение световодов при освещении загородного дома

Освещение кухни

Кухня в любом доме занимает особое место, так как на ней готовится пища и вся семья собирается в полном сборе

Поэтому очень важно, чтобы всем членам семьи здесь было удобно и комфортно, а приему пищи способствовала положительная и благоприятная атмосфера

Световоды заметно улучшает качество освещение. Солнечное освещение становится более равномерным. Ни окно ни лампа не даст таких результатов.

Как правило, люстра в кухне принимает на себя роль основного (центрального) освещения, при этом не полностью не справляется с поставленной задачей. Световод с задачей освещения куда более умело чем просто обычный светильник в дневное время суток. Также вместо одной люстры для кухни можно использовать несколько источников света меньшей интенсивности. Во-первых, это позволит оформить более мягкое освещение, которое будет мягче восприниматься глазом. А во-вторых, комплексное освещение позволит вам более комфортно работать на кухне.

Освещение ванной комнаты

По структуре освещения ванная комната похожа на прихожую. Но к светильникам в ванной выдвигаются и свои, особые требования, первое из которых – безопасность. Все светильники в ванной комнате должны быть влагозащитными, все провода – закрыты от попадания влаги. Исходя из требований безопасности, общее освещение ванной лучше организовать с помощью световодов Solarway SW200.

Но все же, как бы ни было важно общее освещение ванной комнаты, главнейшим в нем будет локальное. У зеркала мужчины бреются, а женщины свершают таинство макияжа и косметических процедур

Поэтому зеркало должно быть освещено особо. Важно, чтобы общий свет ванной не отражался в зеркале в глаза стоящему перед ним человеку, а, значит, однозначно исключаются лампы с прямым потоком света. Самое главное не одна электрическая лампочка не заменит естественный спектр дневного света.

Чтобы до конца понять, как это выглядит на практике, давайте взглянем на фотопримеры ванной комнаты.

Освещение комнаты

Очень часто главным помещением в квартире оказывается именно кухня, где крутятся дети, готовит ужин жена и болтает с другом муж. Ведь здесь расположено и рабочее место хозяйки, и стол, за которым собирается вся семья. Если кухня в вашем доме небольшая, то вы вполне можете обойтись световодами Solarway SW200, осветив лишь обеденную зону (зону столовой) и рабочую поверхность. Если вы обладатель просторной кухни, то вам потребуется световод большего диаметра Solarway SW400. На кухне должен присутствовать здоровый естественный свет. Реализовать его можно с помощью световодов Solarway SW200 и Solarway SW400, в темное время суток вам не понадобится дополнительный свет, так как в световодах уже встроена система освещения из светодиодной ленты. При этом обеденную зону стоит подсветить отдельно. Отличным решением будет световод с полусферическим плафоном который максимально рассеивает натуральный свет неба.

Рабочую поверхность для приготовления пищи, следует подсветить отдельно. При этом еще раз подчеркнем, что необходимо избегать светильников с прямым, направленным светораспределением, т.к. он создает резкие тени, значительно снижающие удобство работы. Идеальным для подсветки рабочей поверхности являются световоды Solarway SW200. Для наглядности всего сказанного снова перейдем к фотопримеру.

Освещение гостинной

Гостиная – самая многофункциональная комната любого дома. Как правило, именно здесь вы принимаете гостей, проводите семейные торжества или шумные вечеринки, общаетесь и смотрите телевизор. И в любой ситуации вам необходимо хорошее освещение.

Система, в которой кроме зонирующего пространства освещения есть еще и верхний, общий свет, называется европейской системой освещения. Другая система освещения называется американской, в которой предполагается использование только локальное освещение каждой зоны гостиной. При такой системе существенно экономится электроэнергия, а каждый член семьи имеет свой обособленный уголок. Но психологи утверждают, что это ведет к отдалению друг от друга членов семьи. Каждый из них находится в одиночестве, будучи при этом рядом с другими членами семьи. Поэтому психологи ратуют за наличие в доме еще и общего источника света.

Установка такого прибора как диммер (светорегулятор) позволит вам изменять интенсивность общего света в гостиной. Отличную реализацию освещения в гостиной вы можете видеть на фото.

1.2.4. Геометрические параметры световода

Формальные выкладки удобнее производить для ступенчатого световода, в котором показатель преломления сердцевины является постоянной величиной (n₁=const). На рисунке 1.6 показан ход лучей в таком световоде.

₁

₂

Δ=(n₁-n₂)/n₁

(1.1)

Критический угол падения. Распространение света по световоду можно объяснить на основе закона полного внутреннего отражения, вытекающего из закона преломления света, установленного в 1621г. нидерландским астрономом и математиком Виллебрордом Снеллиусом:

Числовая апертура. Режим полного внутреннего отражения предопределяет условия ввода света на входной торец волоконного световода. Из рисунка 1.6 видно, что световод удерживает лишь свет, заключённый в пределах некоторого телесного угла θ_A, величина которого обусловлена углом полного внутреннего отраженияθ_kp. При угле падения, равном критическому ( θ₁=θ_kp).

nsinθ_A=n₁sin(90o-θ_kp)=n₁cosθ_kp.

(1.4)

где n – показатель преломления вакуума.

Воспользуемся выражением n₁sinθ_kp=n₂ и выразим sinθ_A через показатель преломления сердцевины и оболочки, полагая n=1:

n₁sinθ_kp=n₂, cos2θ_kp=1-sin2θ_kp=(n₁2-n₂2)/n₁2,sinθ_A=n₁cosθ_kp=√(n₁2-n₂2).

Чем больше угол θ_A , тем большая часть падающего на торец световода света может быть введена в световод и будет в нём распространяться за счёт полного внутреннего отражения. Величину

NA=sinθ_A (n=1)

(1.5)

называют числовой апертурой (NA — numerical aperture) световода (по аналогии с термином, используемым в оптике для определения способности микрообъективов собирать свет). Числовая апертура – характеристика предельного угла θ, при котором входящие в ВС лучи испытывают полное внутренне отражение и ещё сохраняют возможность распространяться по сердцевине волокна. Отметим, что NA является безразмерной величиной. Для ВС со ступенчатым профилем показателя преломления (ППП) числовая апертура обычно равна 0,18–0,23, а с градиентным – 0,13–0,18. Фирмы-изготовители волокна указывают соответствующее значение числовой апертуры. Для волокна со ступенчатым ППП, как получено выше, значение числовой апертуры, выражается через показатели преломления:

NA=√(n₁2-n₂2).

(1.6)

Для градиентного волокна используется понятие локальной числовой апертуры

NA(r)=√(n₁2(r)-n₂2).

(1.7)

значение которой максимально на оси и падает до 0 на границе сердцевины и оболочки. Для градиентного волокна с параболическим ППП используется понятие эффективной числовой апертуры:

Нормированная частота. частотойОказывается целесообразным ввести нормированную частоту ν, которая объединяет структурные параметры ВС и длину волны излучения:

ν=π d_cNA/λ,

(1.9)

где d_c – диаметр сердцевины ВС;λ – длина волны излучения;NA – числовая апертура ВС.

http://tokidet.ru/osveshhenie/primenenie/optovolokonnoe-osvesenie-svoimi-rukami-shema-video-foto.html

Принцип работы и сферы применения световодного освещения