فیبر نوری

فیبر نوری، رشته‌ای از جنسی شفاف با قابلیت گذردهی نور است که برای انتقال اطلاعات دیجیتال مورد استفاده قرار می‌گیرد.
یک فیبر نوری از چند قسمت مختلف تشکیل می‌شود. هسته مرکزی که بخش گذرده نور است از ترکیبات شفاف سیلیس و ژرمانیوم ساخته می‌شود.
دو یا جند روکش مختلف نیز از این فیبرها محافظت می‌کنند. تعداد و جنس این روکش‌ها بستگی به موارد استفاده فیبر دارد.
سپس چندین فیبر به دور یکدیگر تنیده می‌شوند و دوباره با چند غلاف مختلف محافظت می‌شوند.
فیبرهای نوری به دو دسته تقسیم می‌شوند. یک نوع که تک مد نامیده می‌شود دارای تک فیبرها با هسته نازک و قطر ۹ میکرون است و نور فروسرخ لیزر با طول موج ۱۳۰۰ تا ۱۵۵۰ نانومتر را گذر می‌دهد.

 

نوع دیگر دارای هسته‌های ضخیم ۶۳٫۵ میکرونی است و با نور فروسرخ با طول موج ۸۵۰ تا ۱۳۰۰ نانومتر گسیل شده از LED کار می‌کند.
تفاوت جنس فیبر با محیط بیرون (غلاف) و در نتیجه تفاوت ضریب شکست این دو ماده باعث می‌شود که دیواره فیبر به صورت آیینه عمل کند. به این ترتیب زمانی که نور با زاویه‌ای خاص به دیواره فیبر می‌تابد، پدیده بازتاب کلی داخلی رخ می‌دهد و نور با انعکاس از دیواره فیبر پیش‌می‌رود و در انتها از کابل خارج می‌شود. گقتنی است ماکزیمم زاویه‌ای که نور می‌تواند تحت آن و بدون بازتاب داخلی از یک ماده خارج شود I > arcsin n2/n1 است. که n1 ضریب شکست محیط غلیظ (در اینجا فیبر) و n2 ضریب شکست محیط رقیق (محیط بیرون فیبر)است.
با این حال بعضی از سیگنال‌های نوری در طول فیبر دچار اختلال و بازتاب‌های نامنظم می‌شوند. میزان این اختلال و همچنین تعداد سیگنال‌هایی که دچار آن می‌شوند به عواملی از جمله درصد خلوص مواد هسته فیبر و طول موج نور دارد.
برای تولید سیگنال‌های دیجیتالی در طول فیبر نوری، از یک فرستنده استفاده می‌شود. فرستنده معمولاً اطلاعات سیگنال‌ها را از یک واحد کامپیوتر دریافت ‌می‌کند و در یک سر کابل نصب می‌شود. در سر دیگر کابل یک گیرنده قرار می‌گیرد که علاوه بر دریافت سیگنال، آن را تجزیه و ترجمه می‌کند.
معمولاً زمانی که از فیبرها در مسافت‌ها طولانی استفاده می‌شود، یک دستگاه تقویت کننده در سر راه کابل قرار می‌گیرد که هم از سالم بودن سیگنال‌ها اطمینان حاصل می‌کند و هم نور را تقویت می‌کند.
یکی از مهمترین مزایای استفاده از کابل نوری دقت و ظرفیت بالای انتقال اطلاعات در آن‌هاست. همین امر باعث می‌شود تا برق کمتری برای تولید سیگنال‌ها مصرف شود.
از آنجایی که امواج مختلف بر نور تأثیری ندارند، میزان پاشندگی آن و در نتیجه تلفات و تداخل اطلاعات در فیبرهای نوری بسیار پایین‌تر از کابل‌های مسی است.
در حال حاضر هزینه تولید فیبرنوری کمتر از کابل‌های مسی است. البته هزینه کار گذاری و نصب آن‌ها تا حدودی بیشتر از کابل‌های قدیمی است. این امر با پیشرفت فن‌آوری‌های کابل‌کشی نوری در حال تغییر است و به زودی می‌توان کیلومترها کابل نوری را با هزینه‌ای بسیار کمتر از کابل‌های مسی تولید و مصرف کرد.
فیبر نوری یکی از بهترین ابزار ارتباط دیجیتالی از جمله ارتباطات در شبکه‌های کامپیوتری است. با کابل‌های نوری مختلف می توان از ۱۰ تا ۱۱۰ گیگابایت دیتا را در یک ثانیه منتقل کرد.
از دیگر کاربردهای فیبر نوری می‌توان به صنایع نظامی، عکس‌برداری پزشکی و ساخت حسگرهای اندازه‌گیری اشاره کرد.



ارسال نور در فیبر نوری :

فرض کنید قصد داشته باشید با استفاده از یک چراغ قوه یک راهروی بزرگ و مستقیم را روشن نمایید . همزمان با روشن نمودن چراغ قوه ؛ نور مربوطه در مسیر مستقیم راهرو تابانده شده و آن را روشن خواهد کرد. با توجه به وجود عدم خم یا پیچ در راهرو در رابطه با تابش نور چراغ قوه مشکلی وجود نداشته و چراغ قوه میتواند با توجه به نوع ان محدوده مورد نظر را روشن کند. در صورتی که راهروی فوق داری خم و یا پیچ باشد .با مشکلی روبرو خواهم شد ؟ در این حالت میتوان از یک آینه در محل پیچ راهرو استفاده تا باعث انعکاس نور از زاویه مربوطه گردد . در صورتی که راهروی فوق دارای پیچ های زیادی باشد ، چه کار بایست کرد؟ در چنین حالتی در تمام طول مسیر دیوار راهروی مورد نظر ، میبایست از آینه استفاده شود . به این ترتیب نور تابانده شده توسط چراغ قوه (با یک زاویه خا ص ) از نقطه ای به نقطه دیگر حرکت کرده (جهش کرده و طول مسیر راهرو را طی خواهد کرد ) . عملیات فوق مشابه آن چیزی است که در فیبر نوری انجام میشود .

نور در کابل فیبر نوری از طریق هسته (نظیر راهروی مثال ارایه شده ) و توسط جهش های پیوسته با توجه به سطح آبکاری شده (cladding) (مشابه دیوارهای شیشه ای مثال ارایه شده ) حرکت میکند .( مجموع انعکاس داخلی ) . با توجه به اینکه سطح آبکاری شده قابل به جذب نور هسته نمیباشد نور قادر به حرکت در مسیر های طولانی میباشد . برخی از سیگنال های نوری به دلیل عدم خلوص شیشه موجود ، ممکن است دچار نوعی تضعیف در طول هسته کردند . میزان تضعیف سیگنال نوری به درجه خلوص شیشه و طول موج نور انتقالی دارد . ( مثلا موج با طول 850 نانو متر بین 60 تا 75 درصد در هر کیلومتر ، موج با طول 1300 نانو متر بین 50 تا 60 درصد در هر کیلومتر . موج با طول موج 1550 نانو متر بیش از 50 درصد در هر کیلومتر)

سیستم رله فیبر نوری :

به منظور اگاهی از نحوه استفاده فیبر نوری در سیستم های مخابراتی ، مثالی را دنبال خواهیم کرد که مربوط به یک فیلم سینمایی و یا مستند در رابطه با جنگ جهانی دوم است . در فیلم فوق دو ناوگان دریایی که بر روی سطح دریا در حال حرکت میباشند ، نیاز به برقراری ارتباط با یکدیگر در یک وضعیت کاملا بحرانی و توفانی را دارند . یکی از ناو ها قصد ارسال پیام برای ناو دیگر را دارد . .کاپیتان ناو فوق پیامی برای یک ملوان که بر روی عرشه کشتی مستقر است ، ارسال میدارد .ملوان فوق پیام دریافتی را به مجموعه ای از کد های مورس (نقطه و فاصله) ترجمه مینماید . در ادامه ملوان مورد نظر با استفاده از یک نور افکن اقدام به ارسال پیام برای ناو دیگر مینماید . یک ملوان بر روی ارشه کشتی دوم کد های مورس ارسالی را مشاهده مینماید . در ادامه ملوان فوق کد های فوق را به یک زبان خاص (مثلا انگلیسی ) تبدیل و انها را برای کاپیتان ناو ارسال میدارد . فرض کنید فاصله دو ناو فوق از یکدیگر بسیار زیاد ( هزاران مایل ) بوده و به منظور برقراری ارتباط بین آنها از یک سیستم مخابراتی مبتنی بر فیبر نوری استفاده گردد.
سیستم رله فیبر نوری از عناصر زیر تشکیل شده است :
فرستنده مسول تولید و رمزگذاری سیگنال های نوری است .
فیبر نوری مدریت سیگنال های نوری در یک مسافت را بر عهده میگیرد .
نوری به منظور تقویت سیگنال های نوری در مسافت های طولانی استفاده میگردد.
دریافت کننده نوری. سیگنال های نوری را دریافت و رمزگشایی مینماید.

در ادامه به بررسی هر یک از عناصر فوق خواهیم پرداخت .

فرستنده :

وظیفه فرستنده، مشابه نقش ملوان بر روی عرشه کشتی ناو فرستنده پیام است . فرستنده سیگنال های نوری را دریافت و دستگاه نوری را بمنظور روشن و خاموش شدن در یک دنباله مناسب ( حرکت منسجم ) هدایت می نماید. فرستنده ، از لحاظ فیزیکی در مجاورت فیبر نوری قرار داشته و ممکن است دارای یک لنز بمنظور تمرکز نور در فیبر باشد. لیزرها دارای توان بمراتب بیشتری نسبت به LED می باشند. قیمت آنها نیز در مقایسه با LED بمراتب بیشتر است . متداولترین طول موج سیگنا ل های نوری ، 850 نانومتر ، 1300 نانومتر و 1550 نانومتر است . 

بازیاب ( تقویت کننده ) نوری:

همانگونه که قبلا" اشاره گردید ، برخی از سیگنال ها در مواردیکه مسافت ارسال اطلاعات طولانی بوده ( بیش از یک کیلومتر ) و یا از مواد خالص برای تهیه فیبر نوری ( شیشه ) استفاده نشده باشد ، تضعیف و از بین خواهند رفت . در چنین مواردی و بمنظور تقویت ( بالا بردن ) سیگنا ل های نوری تضعیف شده از یک یا چندین " تقویت کننده نوری " استفاده می گردد. تقویت کننده نوری از فیبرهای نوری متععدد بهمراه یک روکش خاص (doping) تشکیل می گردند. بخش دوپینگ با استفاده از یک لیزر پمپ می گردد . زمانیکه سیگنال تضعیف شده به روکش دوپینگی می رسد ، انرژی ماحصل از لیزر باعث می گردد که مولکول های دوپینگ شده، به لیزر تبدیل می گردند. مولکول های دوپینگ شده در ادامه باعث انعکاس یک سیگنال نوری جدید و قویتر با همان خصایص سیگنال ورودی تضعیف شده ، خواهند بود.( تقویت کننده لیزری)

دریافت کننده نوری:

وظیفه دریافت کننده ، مشابه نقش ملوان بر روی عرشه کشتی ناو دریافت کننده پیام است. دستگاه فوق سیگنال های دیجیتالی نوری را اخذ و پس از رمزگشائی ، سیگنا ل های الکتریکی را برای سایر استفاده کنندگان ( کامپیوتر ، تلفن و ... ) ارسال می نماید. دریافت کننده بمنظور تشخیص نور از یک "فتوسل" و یا "فتودیود" استفاده می کند. 

مزایای فیبر نوری:

فیبر نوری در مقایسه با سیم های های مسی دارای مزایای زیر است :

ارزانتر. هزینه چندین کیلومتر کابل نوری نسبت به سیم های مسی کمتر است . 

نازک تر. قطر فیبرهای نوری بمراتب کمتر از سیم های مسی است . 

ظرفیت بالا. پهنای باند فیبر نوری بمنظور ارسال اطلاعات بمراتب بیشتر از سیم مسی است . 

تضعیف ناچیز. تضعیف سیگنال در فیبر نوری بمراتب کمتر از سیم مسی است . 

سیگنال های نوری . برخلاف سیگنال های الکتریکی در یک سیم مسی ، سیگنا ل ها ی نوری در یک فیبر تاثیری بر فیبر دیگر نخواهند داشت . 

مصرف برق پایین . با توجه به سیگنال ها در فیبر نوری کمتر ضعیف می گردند ، بنابراین می توان از فرستنده هائی با میزان برق مصرفی پایین نسبت به فرستنده های الکتریکی که از ولتاژ بالائی استفاده می نمایند ، استفاده کرد. 

سیگنال های دیجیتال . فیبر نور ی مناسب بمنظور انتقال اطلاعات دیجیتالی است . 

غیر اشتعال زا . با توجه به عدم وجود الکتریسیته ، امکان بروز آتش سوزی وجود نخواهد داشت .

سبک وزن . وزن یک کابل فیبر نوری بمراتب کمتر از کابل مسی (قابل مقایسه) است. 

انعطاف پذیر . با توجه به انعظاف پذیری فیبر نوری و قابلیت ارسال و دریافت نور از آنان، در موارد متفاوت نظیر دوربین های دیجیتال با موارد کاربردی خاص مانند : عکس برداری پزشکی ، لوله کشی و ...استفاده می گردد. 

با توجه به مزایای فراوان فیبر نوری ، امروزه از این نوع کابل ها در موارد متفاوتی استفاده می شود. اکثر شبکه های کامپیوتری و یا مخابرات ازراه دور در مقیاس وسیعی از فیبر نوری استفاده می نمایند.
 



" سيستم روشنائي فيبر نوري بر چه اساسي كار ميكند."

سيستمهاي روشنائي فيبر نوري بر اساس سيستمهاي هدايتگر کار می کنند. از جمله سيستمهاي هدايتگر يك سيستم ساده انتقال آب جهت آبیاري,) شامل پمپ – شلنگ و آب پاش) ميباشد در اين سيستم ساده آب توسط پمپ داخل شلنگ پمپاژ ميشود سپس آب ازطريق شلنگ به محل مصرف منتقل ميشود در محل مصرف آب توسط آبپاش سرشلنگ به مصرف آبياري ميرسد. سيستم روشنائي فيبر نوری نيز يك سيستم هدايتگر نور (Light Guide) ميباشد.یک سیستم فیبر نوری شامل سه جزء مولد نور، فيبر نوري و چراغ نوري يا فيكسچر ميباشد در اين سيستم, نور توسط قسمتي كه به آن نورده (Illuminator) يا ژنراتور ميگويند توليد ميشود. نور توليد شده وارد فيبر نوري ميشود، فيبر نوري نور را به محل مصرف (كه جائي غير از محل توليد نور ميباشد), منتقل ميكند. محل مصرف نور در هر جایی نسبت به نورده ميتواندواقع شود و معمولاً اين محل در نقطه اي خارج از دسترس و تشعشع مستقيم نور توليدي نورده قرار دارد. نور منتقل شده در محل مصرف، توسط فيكسچر يا چراغ نوري متناسب با نوع مصرف به منظور روشنائي، نورپردازي, علایم نوری و, تابلوی نوری و يا هر مصرف ديگري مورد استفاده قرار ميگيرد. چون مشخصة اصلي سيستمهاي هدايتگر نوري انتقال نور به محلي جدا و دور از محل توليد نور ميباشد به آنها سيستمهاي روشنائي با منبع نوري مجزا( Remote Source Lighting) هم میگويند. اين سيستمها بسته به نوع مولد نوري كه ميتواند منبع نور طبيعي (مثل نور روز يا نور خورشيد) و يا منبع نور مصنوعي (نور انواع لامپهاي الكتريكي) باشد و بسته به نوع هدايتگر نوري كه ميتواند فيبر نوري و يا لوله نوري Light Pipeیا(Light Tube باشد تقسيم بندي ميشود. البته سيستم روشنائي فيبر نوري از متداولترين سيستمهای روشنایی بامنبع نوری مجزا هستند; که هم براي انتقال نور طبيعي و هم براي انتقال نور مصنوعي کاملا مناسب می باشند وبا توجه به این مشخصات و بدليل امتيازات فراواني كه دارند امروزه اشاعه فراواني پيدا كرده اند و بدلیل قابلیت های زیاد اين سيستمها, از آنها بعنوان روشنائي آينده نام برده ميشود. در سيستم های لوله نوري هم كه اساس مشتركي با سيستم روشنائي فيبر نوري دارند، انتقال و هدايت نور توسط لوله هائي كه داخل آنها صيقلي بوده و يا يك لايه شفاف (Prismatic) جهت انعكاس در داخل آنها قرار دارد انجام می گیرد.در لوله های نوری هم انتقال نور براساس پديده انعكاس کامل داخلي انجام مي پذيرد در اين سيستمها محيط هدايتگر هواي داخل لوله نوري ميباشد.

روشنائي فيبر نوري داراي چه خصوصياتي ميباشد؟

عمده ترين خصيصة روشنائي فيبر نوري كه آنرا از ساير تكنولوژيها و روشهای طراحي روشنائي متمايز ميسازد جداسازي نور از ساير مولفه هاي الكترومغناطيسي آن ميباشد. به عبارت ديگر تمام اشعه هاي نوري كه تاكنون بطور متداول بكار رفته اند علاوه بر نور مرئي شامل مولفه هاي ديگري چون حرارت - تشعشعات ماوراء بنفش uv، تشعشعات مادون قرمز IR (در مورد نورهاي طبيعي)هستند و روشنائي الكتريكي علاوه بر اين مولفه ها امواج الكترومغناطيسي و الكتريسيته را نيز شامل ميشود. اما نور فيبر نوری فاقد تمام این گونه تشعشعات است و خالصترين نور جهت مصارف روشنائي و ساير موارد استفاده اختصاصی ميباشد. دومين خصيصة اين سيستم روشنائي عايق بودن، محكم بودن، بي اثربودن و پايدار بودن قطعات تشكيل دهندة اين سيستم ميباشد. در آن سيم بكار نرفته است و لامپهاي شكستني در اين سيستم وجود ندارد. سومين خصيصه اين سيستم روشنائي سبك و كم حجم بودن قطعات آن ميباشد. چهارمين خصيصه آن انطباق با نيازهاي روحي و رواني انسان و محيط زيست ميباشد بطوريكه در هماهنگي كامل با طبيعت و احساسات زيباشناختي انسان هست. پنجمين خصيصة اين سيستم روشنائي امكان تقسيم نور يك منبع نور به نقاط مختلف می باشد به طوریکه گاه تا صدها نقطه مجزا براساس مقدارروشنائي و نور موردنياز توسط یک منبع نوری روشن می شوند.و اين از مشخصات منحصر به فرد تكنولوژي روشنایی فیبر نوری می باشد. بطوريكه در سيستم روشنائي متداول الكتريكي هر لامپ يا مولد نور قادر به روشنایی يك منطقه و يا نورپردازی يك شي ميباشد ونور آنرا نمي‎توان به قسمت های مختلف تقسیم وبه نقاط مختلف منتقل كرد.همين نقيصه سيستمهاي روشنائي متداول معمولاً باعث به هدر رفتن مقدار زيادي از انرژي نوارني ميشود. براي مثال در يك لامپ رشته اي معمولي فقط یک هشتم انرژي مصرفي لامپ به نور مرئي تبديل ميشود.بقیه آن به گرما و تشعشعات غيرمرئي و اكثراً مضر تبديل ميشود. از اين مقدار انرژي هم كه به نور تبديل شده است فقط یک سوم آن به عنوان روشنائي مفيد موثر مورد استفاده قرار ميگيرد ودوسوم آن در اشكال نور غيرموثر (براي روشن كردن فضاهائي كه نيازي به روشنایی آنها نميباشد) به هدر ميرود. ملاحظه ميشود كه حداکثر فقط 4% انرژي يك لامپ رشته اي به نور مفيد تبديل ميشود و در بهترين حالت با لامپهاي كم مصرف مقدار بهره وري به سه برابر يعني حدوداً 12% رسيده است و با توجه به اين واقعیت كه حدود 30% كل مصرف الكتريكي در جهان صرف روشنائي داخلي و خارجي ميشود متوجه حجم عظيم تلفات ميشويم. لذا ً مسئله روشنائي وتلفات انرژي قابل توجه در آن, امروزه به يك چالش جدي تبدیل شده است و حكومتها و سازمانهاي بين المللي توجه زيادي به حل اين مشكل دارند. راهكارهاي كلي كه براي اين مشكل تعريف شده است عبارتند از: 1- افزايش بهره وري لامپها ومنابع نوري 2- استفاده از نور روز و نور خورشيد 3- استفاده از نور وظيفه اي ( یعنی هدايت نور به منطقه موردنياز جهت روشنائي و جلوگيري از روشن كردن قسمتهائي كه نيازي به آن نميباشد). 4- كاهش دفع حرارت ناشي از روشنائي در محل مصرف نور كه موجب تلفات مضاعف انرژي شده و باعث ميشود مجدداً با صرف انرژي الكتريكي ديگري توسط سيستمهاي مبرد, گرماي ايجاد شده دفع شود. سيستمهاي روشنائي فيبر نوري با مشخصاتي كه دارند قادرند در هر 4 مقوله صرفه جوئي و بهبود الگوهاي مصرف انرژي روشنائي موثر واقع شوند و همين مشخصات منحصر بفرد اين تكنولوژي است كه آنرا ممتاز كرده است. بطوريكه با وجود نوپا بودن اين تكنولوژي (بيش از 15 سال از استفاده ازفناوری فيبر نوري در روشنائي ساختمانها و ... نميگذرد) اميد فراواني به آينده و همه گير شدن اين سيستم نوري وجود دارد و امروزه بيشترين تحقيقات و سرمايه گذاريها در زمينه روشنائي در تكنولوژي روشنائي فيبرهاي نوري ونیز توليد لامپها (منابع نوري) با كارآئي بالاتر انجام ميپذيرد. حال به نقش سيستمهاي روشنائي با منبع نوري مجزا و تكنولوژي فيبر نوري در راهكارهاي چهار گانه صرفه جوئي در مصرف انرژي در روشنائي ميپردازيم. الف : نقش اين تكنولوژي در افزايش بهره وري لامپها و منابع نوري. در زمينه توليد لامپها با بهره وري و كارآئي بالاتر بطورکلی عمدة تحقيقات در ساخت لامپهاي پر قدرت . LED با امکان توليد نور سفيد توسط آنها و ديگر در ساخت لامپهاي پلاسماي سلفوري كه SLS (SULFUR LIGHT SYSTEM) و PLS (PLASMA LIGHT SYSTEM) نامگذاري شده اند، متمركز شده است. در هردوی اين تحقيقات نتايج موفقيت آميز و اميدوار كننده اي بدست آمده است. امروزه لامپهاي پرقدرت LED با نور سفيد (در شکل LEDهاي GRB و LEDهاي فلور سنتي از ترکیب LEDهای با نور آبی وLEDهای با تابش ماورائ بنفش با استفاده از یک لایه فلورسنت ) بصورت تجارتي وارد بازار شده اند .لامپ های پرقدرت LED تا توان 75 وات معادل لامپ های رشته ای وبا توان موثر 10 وات ساخته شده اند.ولي در تولید لامپ های پر وات LED بدلیل مسئله دفع حرارت لایه های داخلی آن ونیز درساخت لامپ های LED با نور کاملا سفیدومطلوب مشکلاتی وجود دارد.وباید اذعان کرد تارفع کامل این مشکلات وفرا گیر شدن آنها وجایگزینی با لامپ های موجود راه درازی در پیش است.در صورت تولید لامپ های پر قدرت LED بدلیل عدم تولید تشعشعات حرارتی وعمر بسیار زیاد می توان از آنها به عنوان منبع نوری سیستم های روشنایی فیبر نوری استفاده کرد .البته هم اکنون نیز در مواردیکه دریک طرح روشنایی فیبر نوری به نور کم نیاز باشد این لامپ ها به کار می روند. لامپهاي سلفوري از گدازش (Fusion) سلفور در ميدان ميكروويو با فركانس حدود 5/2 گيگاهرتز توليد ميشود به اين ترتيب كه حدود چند ميليگرم سلفور به همراه گاز بي اثر آرگون در يك حباب کروی با قطر حدود سه سانتيمتر از جنس كوارتز در معرض ميدان چرخان ميكرويو قرار ميگيرد. درنتيجه توليد گرماي فوق العاده, سلفور به شكل پلاسما در می آید و توليد نور ميكند. اين روش, مشابه نور توليد شده در خورشيدمی باشد و داراي خواص نوري همانند نور خورشید می باشد و گرماي نورآن حدود 6000 درجه كلوين (شبيه نور خورشيد) ميباشد. نور توليد شده توسط اين لامپها حرارت ايجاد نميكند و شامل تشعشعات UV نميباشد و بالاترين بهره وري در بين لامپهایی را دارد که تا کنون ساخته شده است بطوری که بازده نوری آن حدود Luman/watt180 می باشد. ولی اين لامپها توليد خيرگي بسار زيادي مي‎كنند بطوريكه مستقيماً براي استفاده در مقاصد روشنائي مناسب نمی باشند. و داراي توان نوري بسيار زياد هستند (برای مثال لامپهاي SLS با توان نوری معادل kw36 يعني با قدرت توليد روشنائي معادل 360 لامپ صد وات رشته اي ساخته شده اند) اين لامپها مناسب براي استفاده در سيستمهاي روشنائي با منبع نوري مجزا یعنی Remote Source Lighting (RSL) ميباشند. فلذا درصورت توسعه استفاده از سيستمهاي RSL امکان بكارگيري اينگونه لامپها و دسترسي به منابع نوري با بهره وري بالاتر فراهم خواهد شد. ب : نقش سيستم روشنائي فيبر نوري (RSL) در استفاده از نور خورشيد و نور روز براساس تحقيقاتي كه انجام شده است حداكثر مصرف برق در زمينه روشنائي مقارن ظهر يعني در زماني است كه خورشيد بيشترين تابش را دارد. اگر بصورت واقع بينانه اي استفاده از نور روز در ساختمانها موردبررسي قرار گيرد باید قبول کرد با وجود تاكيد به استفاده از اين موهبت رايگان عملاً امروزه در ساختمانها نور خورشید به طور موثري مورد استفاده قرار نميگيرد. بطوريكه در ساختمانها (بخصوص ساختمانهاي بزرگ و برجها) يا نور طبيعي كافي به تمام نقاط ساختمان نمی رسد و يا اگر در مواردي اطاقها نورگير باشد به خاطر وجود خيرگي در نور خورشيد و يا انتقال حرارت خورشيد معمولاً پرده ها كشيده هستند وبیشتر از روشنائي برق استفاده ميشود. درواقع وجود گرما، خيرگي و تشعشعات UV در نور مستقيم خورشيد و نيز عدم امکان انتقال نور خورشيد به تمام نقاط داخل ساختمان مهمترين دلايل استفاده از روشنائي الكتريكي درموقع روز ميباشند. سيستمهاي روشنائي با فيبر نوري و RSL امکان انتقال نور طبيعي خورشيد بدون گرما و بدون تشعشعات مضر و خطرناك را به هر نقطه از ساختمان كه نفوذ نور مسقتيم خورشيد به آنها غيرممكن است (نظير زيرزمينها) فراهم ميسازند. ج : استفاده از نور وظيفه اي (Functional Lighting) توسط سيستم روشنائي فيبر نوري:
بطوريكه ذكر شد حدود دوسوم از نور مرئي توليد شده توسط منابع نوري بصورت غيرموثر تلف ميشود. روشنائي متداول الكتريكي داراي دو نقيصه اساسي است كه دليل اصلی تلفات نوری زیاد در حين مصرف ميباشد. اول اينكه تمام اشكال منابع نوراني داراي حرارت الكتريكي و تشعشعات UV مباشند كه وجود اين مولفه هاي نامطلوب همراه نور امکان نزديك كردن منبع نور به محل مصرف را ناممكن ميسازد، دوم اينكه امكان تقسيم نور منابع روشنائي وانتقال آن به نقاط مختلف وجودندارد. ولي با استفاده از روشنائي فيبر نوري بدليل آنكه اين نور فاقد حرارت، UV و الكتريسيته ميباشدوبه دلیل آن که فيكسچرهاي آن بسيار كوچك و مينياتوري هستند (امکان كارگذاري ايمن آنها در هر نقطه اي را كه براي چراغهاي معمولي غيرممكن است, فراهم ميسازد). امكان تقسيم روشنائي يك نورده توسط دسته هاي فيبرنوري و انتقال آن به نقاط مختلف با هر مقدار روشنائي موردنياز و در اشكال مختلف نورپردازي وجود دارد. بکار گیری روش نورپردازي وظيفه اي توسط اين سيستم به نحو مطلوبی فراهم است. بطوريكه با استفاده از اين سيستم نوري نگرش ما چه به عنوان طراحان پروژه هاي روشنائي و چه به عنوان مصرف كننده آن دستخوش تغییرات شگرفی خواهد شد.

د : سيستم روشنائي فيبر نوري باعث كاهش مصرف برق وصرفه جویی در هزینه های آن ميشود. سيستمهاي روشنائي فيبر نوري فاقد هرگونه حرارتي هستند و نور اين سيستمها كاملاً خنك ميباشد لذا هيچگونه حرارت اضافي درحين روشنائي ايجاد نميكند. براساس تحقيقاتي كه انجام شده است حدود 30 درصد توان تبريدي در ساختمانها صرف دفع حرارت ناشي از روشنائي الكتريكي ميشود. و با توجه به اينكه حدود 12 درصد كل مصرف انرژي الكتريكي صرف سرمايش ساختمانها ميشود متوجه پتانسيل عظيم اين سيستمها در صرفه جوئي انرژي در صورت همه گير شدن استفاده از آنها ميشویم. ه : سيستم هاي روشنائي فيبرنوري امكان استفاده از روشنائي مختلط نور طبيعي و مصنوعي (Hybrid Lighting System)را فراهم ميسازند. سيستمهاي فيبر نوري بعنوان ساختار اصلي روشنائي ساختمانها, امكان استفاده از نورمختلط خورشيد(نور روز) و نور مصنوعي را فراهم ميسازد و در صورت استفاده از سیستم روشنایی فیبر نوری نيازي به تاسيسات روشنائي مضاعف در استفاده از اين دو نور نخواهد بود. با اين توضيحات مختصر سعي شد توانائي هاي فراوان سيستمهاي فيبر نوري و نقش آنها در صرفه جوئي انرژي، ايجاد خانه هاي سبز، توليد روشنائي منطبق با نيازهاي فطري انسان و طبيعت, و نقش آن در حفظ محيط زيست و كاهش آلاينده هاي محيطي وکاهش توليد گازهاي گلخانه اي, با كاهش مصرف انرژي, نشان داده شود.
 

br /

مسیر سایت