绿色塑料照明光纤

姜榉朝 蔡天旭 董海亮 唐建军 付喜涛

摘要：当今社会，随着经济的高速发展，人们对于环境保护工作更加关注，而国外特别是发达国家对于环境保护更为重视，并且有着一套完整健全的环境保护体系，有些国家对于不符合其环境保护标准的企业和产品会有严厉的处罚制度。我国自1977年制造出第一根光纤以来，对于光纤光缆方面的环境保护意识较为淡薄，且相关工作重视程度较低。在这样的大环境下，光纖光缆的生产制造从设计到工艺制造必须与时俱进，特别是希望借以打入国际市场的光纤光缆企业，必须创新发展，严格控制材料和工艺，保证符合各类环境标准，获得具有权威性的标准认证，才能做到环境友好，客户放心满意，持续发展，才能让光纤光缆企业顺应潮流应对激烈竞争的市场。

关键词：光纤光缆;环境

随着“中国制造2025”，“互联网+”，“一带一路”等国家战略持续推进，信息化建设将成为国家建设中的重中之重，光线光缆作为信息传输的关键载体，产业正处于高速发展之中。2016年全球光纤光缆市场增长率在11%左右，中国增长率达到57%，作为制作光纤光缆的核心基础材料，上游光纤预制棒产业也得到了快速发展，我国光棒消费量从2011年的3579吨增长到2015年的9259吨，年复合增长率达到27%，光棒产量年复合增长率达36%。

SJ/T11363《电子信息产品中有毒有害物质的限量要求》我国开始对于光纤光缆的环境保护标准是《电子信息产品中有毒有害物质的限量要求》（SJ/T11363）。对于目前许多电子信息产品，由于功能和生产技术的需要仍含有大量如铅、汞镉、六价铬、多溴二苯醚、多溴联苯等有毒有害元素或物质。这些含有毒有害元素或物质的电子信息产品在使用或废弃之后，不仅会对环境造成污染，也会造成资源浪费。为了配合我国《电子信息产品污染控制管理办法》而制定的此标准。在考虑了我们光纤光缆的生产者和进口者从源头控制有毒有害物质或元素需要的同时，也考虑了实施和测试的可行性，与国际相关标准衔接的要求，结合行业现状、经济与技术上的可行性等，制定出限制使用的有害物质合理的限值指标。该标准定义材料为一种物质或几种物质的混合物，如金属（镀层、焊料合金、黄铜）、塑料（尼龙、PVC、PE）、陶瓷（介电材料）等。均匀材料为一种或多种物质组成的各部分均匀一致的材料。中国RoHS法规《电子信息产品污染防治管理办法》自2006年2月28日发布实施以来，不断发展完善，已形成与国际相对应的具有国家法律效应的电子电气产品环境保护措施。管理办法与同时发布的上述等标准相互促进，使产品能够从源头控制限用物质的使用以达到符合环保的要求。

当今在绿色照明概念的倡导下，各种照明技术不断涌现，光纤照明和LED灯作为新兴的照明技术，始终走在绿色照明领域的前沿。塑料光纤（POF）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2l世纪装饰照明领域的最佳照明方式。

通过对塑料光纤的传光原理的研究及相关材料的开发，欧日等国的公司对塑料光纤的研制取得了重要的进展。它们研制成的塑料光纤，光损耗率已降到25～9dB/Km。其工作波长已扩展到870nm（近红外光），接近石英玻璃光纤的实用水平。美国研制的一种PFX塑料系列光纤，有着优异的抗辐照性能。

此外，美国麻省波士顿光纤公司研制的Opti-Giga塑料光纤更是引人注目，它不仅比玻璃轻、柔性更好、成本更低，而且可在100米内以每秒3兆比特的速度传输数据。这种光纤还可以利用光的折射或光在纤维内的跳跃方式来达到较高的传输速度。

现在美欧日已把塑料光纤用于短途传输，如汽车、医疗器械、复印机等。就目前塑料光纤生产量而言，日本是世界上最大的塑料光纤生产者，然而却是欧洲推动了塑料光纤新应用领域的开发并建立了光纤检验标准。2001年下半年是欧洲塑料光纤工业发展的重要阶段，在这段时间内建立了欧洲塑料光纤检验和测量的新发展方针。世界上第一个专用塑料光纤应用中心（POFAC）在德国Nuremberg落成。德国采用塑料光纤已经研制成功了多媒体总线系统MOST （24Mbit/s），并且有几家轿车制造商已把该系统引入到自己的产品上。德国宝马公司（BMW）在其新的7个系列产品中开创了使用100m塑料光纤的记录。

光纤照明是近年新发展起来的一门全新高科技照明技术。它是采用光导纤维（简称光纤，又称光波导），利用全反射原理，通过光纤把光传送到人们需要光的任何地方进行照明。光纤照明的特点之一是装饰性强。通过光纤输出的光，不仅明暗可调，而且颜色可变，是动态夜景照明比较理想的光源;二是安全，光纤本身不带电、不怕水、不易破损，而且体积小、柔软可挠性好，使用安全;三是光纤的使用寿命长，维修工作量很小。

光纤照明系统可分成点发光（即末端发光）系统和线发光（即侧面发光）系统。将光纤照明系统用的光源装入外罩内的装置称为发光器。外罩用薄金属板耐冲击塑料制成。有时人们也称发光器为投光器。发光器可配装滤光镜头滤除灯所发射出来的大部分红外线（IR）和紫外线（uv）能量。因而，光纤照明系统用于照射纺织品、绘画和食品是很理想的。由于光线是从灯传输至光纤的末端，发光器也可配装二色玻璃滤光盘以达到颜色的连续或固定变化。另外，色盘的运动可用计算机处理以提供特殊效果。最后为了给复杂的照明装置提高功率，也可将几台发光器前后直排连接或串联连接。发光器装置包括光源、反射器、紫外线（uV）和红外线（IR）滤光器及旋转式玻璃色盘（选配件）。光源单根光纤的尺寸和需要的照度等一般取决于所采用光源的瓦数和型。对于理想的光纤照明灯是那种具有非常小的发光面积而光通量输出很高的灯。光源后部的反射器和前部的透光镜有助于高效地把光传输入光纤。通常使用的灯包括20W至75W低压MR16灯和70W至250W金属卤化物（M—H）灯。MR16有钨丝的卤化物灯可通过细灯丝进行精确的光束控制。然而，有些新型紧凑式M—H灯也能提供同样精密的光束控制。根据其内部所配光源不同，一般分成卤钨灯系列和金卤灯系列两种。其中卤钨灯光源功率一般为50W或75W，输入电压为交12V（装置自带电源变压器），适用于博物馆或展览馆等对温湿度及紫外线、红外线有特殊控制要求的场所;金卤灯光源功率一般为150W或200W，输入电压为交流220V，适用于建筑物轮廓照明及立面照明等光亮度要求较高的场所。根据防护等级的不同，发光器装置一般分成室内型和室外型两种。旋转式玻璃色盘最多可配成八种颜色自动变换。该装置可由计算机按设定程序变化控制，也可由音响系统输出的音频信号同步控制。该装置自带电源插头，适用的电源为交流220V，50Hz。

无论是点发光光纤还是线发光光纤的末端，均需配置终端附件。根据点发光光纤和线发光光纤的不同发光特点，有如下两种类型的终端附件：（1）发光终端附件：配置在点发光光纤终端的各类反射式或直射式类似于灯具的发光附件，有筒灯型、配透镜型（可聚光或发散光）、地面专用型以及水下型终端。（2）不发光终端附件：配置在线发光光纤终端，为不透明密闭型封套。