綠色塑料照明光纖

姜櫸朝 蔡天旭 董海亮 唐建軍 付喜濤

摘要：當今社會，隨著經濟的高速發展，人們對于環境保護工作更加關注，而國外特別是發達國家對于環境保護更為重視，并且有著一套完整健全的環境保護體系，有些國家對于不符合其環境保護標準的企業和產品會有嚴厲的處罰制度。我國自1977年制造出第一根光纖以來，對于光纖光纜方面的環境保護意識較為淡薄，且相關工作重視程度較低。在這樣的大環境下，光纖光纜的生產制造從設計到工藝制造必須與時俱進，特別是希望借以打入國際市場的光纖光纜企業，必須創新發展，嚴格控制材料和工藝，保證符合各類環境標準，獲得具有權威性的標準認證，才能做到環境友好，客戶放心滿意，持續發展，才能讓光纖光纜企業順應潮流應對激烈競爭的市場。

關鍵詞：光纖光纜;環境

隨著“中國制造2025”，“互聯網+”，“一帶一路”等國家戰略持續推進，信息化建設將成為國家建設中的重中之重，光線光纜作為信息傳輸的關鍵載體，產業正處于高速發展之中。2016年全球光纖光纜市場增長率在11%左右，中國增長率達到57%，作為制作光纖光纜的核心基礎材料，上游光纖預制棒產業也得到了快速發展，我國光棒消費量從2011年的3579噸增長到2015年的9259噸，年復合增長率達到27%，光棒產量年復合增長率達36%。

SJ/T11363《電子信息產品中有毒有害物質的限量要求》我國開始對于光纖光纜的環境保護標準是《電子信息產品中有毒有害物質的限量要求》（SJ/T11363）。對于目前許多電子信息產品，由于功能和生產技術的需要仍含有大量如鉛、汞鎘、六價鉻、多溴二苯醚、多溴聯苯等有毒有害元素或物質。這些含有毒有害元素或物質的電子信息產品在使用或廢棄之后，不僅會對環境造成污染，也會造成資源浪費。為了配合我國《電子信息產品污染控制管理辦法》而制定的此標準。在考慮了我們光纖光纜的生產者和進口者從源頭控制有毒有害物質或元素需要的同時，也考慮了實施和測試的可行性，與國際相關標準銜接的要求，結合行業現狀、經濟與技術上的可行性等，制定出限制使用的有害物質合理的限值指標。該標準定義材料為一種物質或幾種物質的混合物，如金屬（鍍層、焊料合金、黃銅）、塑料（尼龍、PVC、PE）、陶瓷（介電材料）等。均勻材料為一種或多種物質組成的各部分均勻一致的材料。中國RoHS法規《電子信息產品污染防治管理辦法》自2006年2月28日發布實施以來，不斷發展完善，已形成與國際相對應的具有國家法律效應的電子電氣產品環境保護措施。管理辦法與同時發布的上述等標準相互促進，使產品能夠從源頭控制限用物質的使用以達到符合環保的要求。

當今在綠色照明概念的倡導下，各種照明技術不斷涌現，光纖照明和LED燈作為新興的照明技術，始終走在綠色照明領域的前沿。塑料光纖（POF）由于芯徑較大，柔韌性好，廣泛應用于裝飾照明和短距離信息傳輸領域。在裝飾照明領域中，塑料光纖照明是一種融環保、安全，節能、維修方便、效果獨特于一體的裝飾照明新方式。由于塑料光纖的自身特點，光纖裝飾照明方式廣泛地應用于廣告、景觀設計、娛樂場所以及工業、醫學、博物館等特殊照明場合。它是領引2l世紀裝飾照明領域的最佳照明方式。

通過對塑料光纖的傳光原理的研究及相關材料的開發，歐日等國的公司對塑料光纖的研制取得了重要的進展。它們研制成的塑料光纖，光損耗率已降到25～9dB/Km。其工作波長已擴展到870nm（近紅外光），接近石英玻璃光纖的實用水平。美國研制的一種PFX塑料系列光纖，有著優異的抗輻照性能。

此外，美國麻省波士頓光纖公司研制的Opti-Giga塑料光纖更是引人注目，它不僅比玻璃輕、柔性更好、成本更低，而且可在100米內以每秒3兆比特的速度傳輸數據。這種光纖還可以利用光的折射或光在纖維內的跳躍方式來達到較高的傳輸速度。

現在美歐日已把塑料光纖用于短途傳輸，如汽車、醫療器械、復印機等。就目前塑料光纖生產量而言，日本是世界上最大的塑料光纖生產者，然而卻是歐洲推動了塑料光纖新應用領域的開發并建立了光纖檢驗標準。2001年下半年是歐洲塑料光纖工業發展的重要階段，在這段時間內建立了歐洲塑料光纖檢驗和測量的新發展方針。世界上第一個專用塑料光纖應用中心（POFAC）在德國Nuremberg落成。德國采用塑料光纖已經研制成功了多媒體總線系統MOST （24Mbit/s），并且有幾家轎車制造商已把該系統引入到自己的產品上。德國寶馬公司（BMW）在其新的7個系列產品中開創了使用100m塑料光纖的記錄。

光纖照明是近年新發展起來的一門全新高科技照明技術。它是采用光導纖維（簡稱光纖，又稱光波導），利用全反射原理，通過光纖把光傳送到人們需要光的任何地方進行照明。光纖照明的特點之一是裝飾性強。通過光纖輸出的光，不僅明暗可調，而且顏色可變，是動態夜景照明比較理想的光源;二是安全，光纖本身不帶電、不怕水、不易破損，而且體積小、柔軟可撓性好，使用安全;三是光纖的使用壽命長，維修工作量很小。

光纖照明系統可分成點發光（即末端發光）系統和線發光（即側面發光）系統。將光纖照明系統用的光源裝入外罩內的裝置稱為發光器。外罩用薄金屬板耐沖擊塑料制成。有時人們也稱發光器為投光器。發光器可配裝濾光鏡頭濾除燈所發射出來的大部分紅外線（IR）和紫外線（uv）能量。因而，光纖照明系統用于照射紡織品、繪畫和食品是很理想的。由于光線是從燈傳輸至光纖的末端，發光器也可配裝二色玻璃濾光盤以達到顏色的連續或固定變化。另外，色盤的運動可用計算機處理以提供特殊效果。最后為了給復雜的照明裝置提高功率，也可將幾臺發光器前后直排連接或串聯連接。發光器裝置包括光源、反射器、紫外線（uV）和紅外線（IR）濾光器及旋轉式玻璃色盤（選配件）。光源單根光纖的尺寸和需要的照度等一般取決于所采用光源的瓦數和型。對于理想的光纖照明燈是那種具有非常小的發光面積而光通量輸出很高的燈。光源后部的反射器和前部的透光鏡有助于高效地把光傳輸入光纖。通常使用的燈包括20W至75W低壓MR16燈和70W至250W金屬鹵化物（M—H）燈。MR16有鎢絲的鹵化物燈可通過細燈絲進行精確的光束控制。然而，有些新型緊湊式M—H燈也能提供同樣精密的光束控制。根據其內部所配光源不同，一般分成鹵鎢燈系列和金鹵燈系列兩種。其中鹵鎢燈光源功率一般為50W或75W，輸入電壓為交12V（裝置自帶電源變壓器），適用于博物館或展覽館等對溫濕度及紫外線、紅外線有特殊控制要求的場所;金鹵燈光源功率一般為150W或200W，輸入電壓為交流220V，適用于建筑物輪廓照明及立面照明等光亮度要求較高的場所。根據防護等級的不同，發光器裝置一般分成室內型和室外型兩種。旋轉式玻璃色盤最多可配成八種顏色自動變換。該裝置可由計算機按設定程序變化控制，也可由音響系統輸出的音頻信號同步控制。該裝置自帶電源插頭，適用的電源為交流220V，50Hz。

無論是點發光光纖還是線發光光纖的末端，均需配置終端附件。根據點發光光纖和線發光光纖的不同發光特點，有如下兩種類型的終端附件：（1）發光終端附件：配置在點發光光纖終端的各類反射式或直射式類似于燈具的發光附件，有筒燈型、配透鏡型（可聚光或發散光）、地面專用型以及水下型終端。（2）不發光終端附件：配置在線發光光纖終端，為不透明密閉型封套。