دانلود تحقیق فیبر نوری

پس از اختراع لیزر در سال ۱۹۶۰ میلادی، ایده بکارگیری فیبر نوری برای انتقال اطلاعات شکل گرفت.

خبر ساخت اولین فیبر نوری در سال ۱۹۶۶ هم‌زمان در انگلیس و فرانسه با تضعیفی ۱۰۰۰ db/km اعلام شد که عملا در انتقال اطلاعات مخابراتی قابل استفاده نبود تا اینکه در سال ۱۹۷۶ با کوشش فراوان پژوهندگان، تلفات فیبر نوری تولیدی شدیدآ کاهش داده شد و به مقداری رسید که قابل ملاحظه با سیم‌های هم‌محور بکاررفته در شبکه مخابرات بود.

فیبر نوری از پالس‌های نور برای انتقال داده‌ها از طریق تارهای سیلکون بهره می‌گیرد.

یک کابل فیبر نوری که کمتر از یک اینچ قطر دارد می‌تواند صدها هزار مکالمهٔ صوتی را حمل کند .

فیبرهای نوری تجاری ظرفیت ۲٫۵ گیگابایت در ثانیه تا ۱۰ گیگابایت در ثانیه را فراهم می‌سازند .

فیبر نوری از چندین لایه ساخته می‌شود.

درونی‌ترین لایه را هسته می‌نامند.

هسته شامل یک تار کاملاً بازتاب کننده از شیشه خالص (معمولاً) است.

هسته در بعضی از کابل‌ها از پلاستیک کا ملاً بازتابنده ساخته می‌شود، که هزینه ساخت را پایین می‌آورد.

با این حال، یک هسته پلاستیکی معمولاً کیفیت شیشه را ندارد و بیشتر برای حمل داده‌ها در فواصل کوتاه به کار می‌رود.

حول هسته بخش پوسته قرار دارد، که از شیشه یا پلاستیک ساخته می‌شود.

هسته و پوسته به همراه هم یک رابط بازتابنده را تشکیل می‌دهند که با عث می‌شود که نور در هسته تا بیده شود تا از سطحی به طرف مرکز هسته باز تابیده شود که در آن دو ماده به هم می‌رسند.

این عمل بازتاب نور به مرکز هسته را (بازتاب داخلی کلی) می‌نامند.

قطر هسته و پوسته با هم حدود ۱۲۵ میکرون است (هر میکرون معادل یک میلیونیم متر است)، که در حدود اندازه یک تار موی انسان است.

بسته به سازنده، حول پوسته چند لایه محافظ، شامل یک پوشش قرار می‌گیرد.

یک پوشش محافظ پلاستکی سخت لایه بیرونی را تشکیل می‌دهد.

این لایه کل کابل را در خود نگه می‌دارد، که می‌تواند صدها فیبر نوری مختلف را در بر بگیرد.

قطر یک کابل نمونه کمتر از یک اینچ است .

از لحاظ کلی، دو نوع فیبر وجود دارد: تک حالتی و چند حالتی.

فیبر تک حالتی یک سیگنال نوری را در هر زمان انتشار می‌دهد، در حالی که فیبر چند حالتی می‌تواند صدها حالت نور را به طور هم‌زمان انتقال بدهد .

فیبر نوری در ایران در ایران در اوایل دهه ۶۰، فعالیت‌های پژوهشی در زمینه فیبر نوری در پژوهشگاه، برپایی مجتمع تولید فیبر نوری در پونک تهران را درپی داشت و عملا در سال ۱۳۷۳ تولید فیبر نوری با ظرفیت ۵۰٫۰۰۰ کیلومتر در سال در ایران آغاز شد.

فعالیت استفاده از کابل‌های نوری در دیگر شهرهای بزرگ ایران آغاز شد تا در آینده نزدیک از طریق یک شبکه ملی مخابرات نوری به هم بپیوندند.

اولین پروژه فیبرنوری با اجرای ۷۰۰ کیلومتر کابل با ۱۳ هزار کانال بین چندین مسیر با هزینه‌ای بالغ بر ۴۰ میلیارد ریال بین سالهای ۶۹ تا ۷۳ انجام شد.

در برنامه دوم توسعه پروژه فیبرنوری با ۱۱۶۰۰ کیلومتر کابل با ۶۲۰ هزار کانال بین شهری با هزینه ۶۵۴ میلیارد ریال در سالهای ۷۴ تا ۷۸ به انجام رسید و نهایتا در برنامه سوم توسعه ۱۷۸۵۰ کیلومتر تا ۲ میلیون کانال با پروتکشن بین شهرهای کشور با هزینه‌ای بالغ بر ۱۰۳۵ میلیارد در سالهای ۷۹ تا ۸۳ اجرا شد.

فیبرنوری یک موجبر استوانه‌ای از جنس شیشه یا پلاستیک است که دو ناحیه مغزی و غلاف با ضریب شکست متفاوت و دو لایه پوششی اولیه و ثانویه پلاستیکی تشکیل شده‌است.

برپایه قانون اسنل برای انتشار نور در فیبر نوری شرط: می‌بایست برقرار باشد که به ترتیب ضریب شکست‌های مغزی و غلاف هستند.

انتشار نور تحت تأثیر عواملی ذاتی و اکتسابی دچار تضعیف می‌شود.

این عوامل عمدتآ ناشی از جذب فرابنفش، جذب فروسرخ، پراکندگی رایلی، خمش و فشارهای مکانیکی بر آنها هستند.

سیستم‌های مخابرات فیبر نوری گسترش ارتباطات و راحتی انتقال اطلاعات از طریق سیستم‌های انتقال و مخابرات فیبر نوری یکی از پر اهمیت‌ترین موارد مورد بحث در جهان امروز است.

سرعت دقت و تسهیل از مهم‌ترین ویژگی‌های مخابرات فیبر نوری می‌باشد.

یکی از پر اهمیت‌ترین موارد استفاده از مخابرات فیبر نوری آسانی انتقال در فرستادن سیگنال‌های حامل اطلاعات دیجیتالی است که قابلیت تقسیم بندی در حوزه زمانی را دارا می‌باشد.

این به این معنی است که مخابرات دیجیتال تامین کننده پتانسیل کافی برای استفاده از امکانات مخابره اطلاعات در پکیجهای کوچک انتقال در حوزه زمانی است.برای مثال عملکرد مخابرات فیبر نوری با توانایی ۲۰ مگا هرتز با داشتن پهنای باند ۲۰ کیلو هرتز دارای گنجایش اطلاعاتی ۰٫۱٪ می‌باشد.

امروزه انتقال سیگنالها به وسیله امواج نوری به همراه تکنیکهای وابسته به انتقال شهرت و آوازه سیستم‌های انتقال ماهوارهای را به شدت مورد تهدید قرار داده‌است.

دیر زمانی ست که این مطلب که نور می‌تواند برای انتقال اطلاعات مورد استفاده قرار گیرد به اثبات رسیده‌است و بشر امروزه توانسته‌است که از سرعت فوق العاده آن به بهترین وجه استفاده کند.

در سال ۱۸۸۰ میلادی الکساندر گراهام بل ۴ سال بعد از اختراع تلفن موفق به اخذ امتیاز نامه خود در زمینه مخابرات امواج نوری برای دستگاه خود با عنوان فوتو تلفن گردید.

در ۱۵ سال اخیر با پیشرفت لیزر به عنوان یک منبع نور بسیار قدرتمند و خطوط انتقال فیبرهای نوری فاکتورهای جدیدی از تکنولوژی و تجارت بهتر را برای انسان به ارمغان آورده‌است.

مخابرات فیبر نوری ابتدا به عنوان یک مخابرات از راه دور قرار دادی تلقی می‌شد که در آن امواج نوری به عنوان حامل یک یا چند واسطه انتقال استفاده می‌شد.

با وجود آنکه امواج نوری حامل سیگنالهای آنالوگ بودند اما سیگنالهای نوری همچنان به عنوان سیستم مخابرات دیجیتال بدون تغییر باقی مانده‌است.

از دلایل این امر می‌توان به موارد زیر اشاره کرد: ۱)تکنیکهای مخابرات در سیستم‌های جدید مورد استفاده قرار می‌گرفت ۲)سیستم‌های جدید با بالاترین تلنولوژی برای داشتن بیشترین گنجایش کارآمدی سرعت و دقت طراحی شده بود.

۳)انتقال به کمک خطوط نوری امکان استفاده از تکنیکهای دیجیتال را فراهم می‌ساخت.

این مطلب نیاز انسان را به دسترسی به مخابره اطلاعات رابه صورت بیت به بیت پاسخگو بود • توانایی پردازش اطلاعات در حجم وسیع: از آنجایی که مخابرات فیبر نوری دارای کارایی بالاتری نسبت به سیمهای مسی سنتی هستند بشر امروزی تمایل چندانی برای پیروی از سنت دیرینه خود ندارد و توانایی پردازش حجم وسیعی از اطلاعات در مخابره فیبر نوری او را مجذوب و شیفته خود ساخته‌است • آزادی از نویزهای الکتریکی:بافت یک فیبر نوری از جنس پلاستیک یا شییشه به دلیل رسانندگی انتخاب می‌شود.در نتیجه یک حامل موج نوری می‌تواند از پتانسیل موثر میدانهای الکتریکی در امان باشد.

از قابلیت‌های مهم این نوع مخابرات می‌توان به امکان عبور کابل حامل موج نوری از میان یک میدان الکترومغناطیسی قوی اشاره کرد که سیگنالهای نام برده بدون آلودگی از پارازیت‌های الکتریکی و یا سیگنالهای مداخله گر به حد اکثر کارایی خود خواهند رسید.

فیبرهای نوری نسل سوم طراحان فیبرهای نسل سوم، فیبرهایی را مد نظر داشتند که دارای کمترین تلفات و پاشندگی باشند.

برای دستیابی به این نوع فیبرها، محققین از حداقل تلفات در طول موج 1550 نانومتر و از حداقل پاشندگی در طول موج 1310 نانومتر بهره جستند و فیبری را طراحی کردند که دارای ساختار نسبتاً پیچیده‌تری بود.

در عمل با تغییراتی در پروفایل ضریب شکست فیبرهای تک مد از نسل دوم، که حداقل پاشندگی آن در محدوده 1.3 میکرون قرار داشت، به محدوده 1.55 میکرون انتقال داده شد و بدین ترتیب فیبر نوری با ماهیت متفاوتی موسوم به فیبر دی.اس.اف ساخته شد.

کاربردهای فیبر نوری 1.

کاربرد در حسگر ها: استفاده از حسگرهای فیبر نوری برای اندازه‌گیری کمیت‌های فیزیکی مانند جریان الکتریکی، میدان مغناطیسی، فشار، حرارت، جابجایی، آلودگی آب‌های دریا، سطح مایعات، تشعشعات پرتوهای گاما و ایکس در سال‌های اخیر شروع شده‌است.

در این نوع حسگرها، از فیبر نوری به عنوان عنصر اصلی حسگر بهره‌گیری می‌شود بدین ترتیب که ویژگی‌های فیبر تحت میدان کمیت مورد اندازه‌گیری تغییر یافته و با اندازه شدت کمیت تأثیرپذیر می‌شود.

1.

کاربرد در حسگرها: استفاده از حسگرهای فیبر نوری برای اندازه‌گیری کمیت‌های فیزیکی مانند جریان الکتریکی، میدان مغناطیسی، فشار، حرارت، جابجایی، آلودگی آب‌های دریا، سطح مایعات، تشعشعات پرتوهای گاما و ایکس در سال‌های اخیر شروع شده‌است.

2.

کاربردهای نظامی: فیبر نوری کاربردهای بی‌شماری در صنایع دفاع دارد که از آن جمله می‌توان برقراری ارتباط و کنترل با آنتن رادار، کنترل و هدایت موشک‌ها، ارتباط زیردریاییها (هیدروفون) را نام برد.

3.

کاربردهای پزشکی: فیبرنوری در تشخیص بیماری‌ها و آزمایشهای گوناگون در پزشکی کاربرد فراوان دارد که از آن جمله می‌توان دُزیمتری غدد سرطانی، شناسایی نارسایی‌های داخلی بدن، جراحی لیزری، استفاده در دندانپزشکی و اندازه‌گیری مایعات و خون نام برد.

4-کاربرد فیبرنوری درروشنائی * از جمله کاربردهای فیبر نوری که در اواخر قرن بیستم بعنوان یک فناوری روشنایی متداول شده ودر چند سال قرن اخیر توسعه ورشد فراوانی پیدا کرده است کاربرد آن درسیستم های روشنایی است.

دراین فناوری نور از منبع نوری که میتواند نور مصنوعی (نورلامپهای الکتریکی)ویا نور طبیعی (نور خورشید)باشد وارد فیبر نوری شده وازاین طریق به محل مصرف منتقل میشود.به این ترتیب نوربه هرنقطه ای که درجهت تابش مستقیم آن نمی باشد منتقل میشود .امتیاز این نور که موجبات رشد سریع بکارگیری وتوجه زیاد به این فناوری شده است این است که فاقد الکتریسیته گرما وتشعشعات خطرناک ماورائ بنفش بوده(نور خالص وبی خطر)و دیگر اینکه بااین فناوری میشود نور روز(بدون گرما واشعه های ماورائ بنفش)راهم به داخل ساختمانهاو نقاط غیر قابل دسترسی به نور خورشید منتقل کرد.

برای اطلاعات بیشتر در مورد فیبرهای نوری وکاربردآن درسیستم های روشنایی به سایت انجمن فیبر نوری به ادرس www.thefoa.org/tech ونیز کتاب : fiber optic lighting a guide for specifiers نوشته Russel L Deveau مراجعه کنید.

" سیستم روشنائی فیبر نوری بر چه اساسی کار میکند." سیستمهای روشنائی فیبر نوری بر اساس سیستمهای هدایتگر کار می کنند.

از جمله سیستمهای هدایتگر یک سیستم ساده انتقال آب جهت آبیاری), شامل پمپ – شلنگ و آب پاش) میباشد در این سیستم ساده آب توسط پمپ داخل شلنگ پمپاژ میشود سپس آب ازطریق شلنگ به محل مصرف منتقل میشود در محل مصرف آب توسط آبپاش سرشلنگ به مصرف آبیاری میرسد.

سیستم روشنائی فیبر نوری نیز یک سیستم هدایتگر نور (Light Guide) میباشد.یک سیستم فیبر نوری شامل سه جزء مولد نور، فیبر نوری و چراغ نوری یا فیکسچر میباشد در این سیستم, نور توسط قسمتی که به آن نورده (Illuminator) یا ژنراتور میگویند تولید میشود.

نور تولید شده وارد فیبر نوری میشود، فیبر نوری نور را به محل مصرف (که جائی غیر از محل تولید نور میباشد), منتقل میکند.

محل مصرف نور در هر جایی نسبت به نورده میتواندواقع شود و معمولاً این محل در نقطه ای خارج از دسترس و تشعشع مستقیم نور تولیدی نورده قرار دارد.

نور منتقل شده در محل مصرف، توسط فیکسچر یا چراغ نوری متناسب با نوع مصرف به منظور روشنائی، نورپردازی, علایم نوری و, تابلوی نوری و یا هر مصرف دیگری مورد استفاده قرار میگیرد.

چون مشخصه اصلی سیستمهای هدایتگر نوری انتقال نور به محلی جدا و دور از محل تولید نور میباشد به آنها سیستمهای روشنائی با منبع نوری مجزا( Remote Source Lighting) هم میگویند.

این سیستمها بسته به نوع مولد نوری که میتواند منبع نور طبیعی (مثل نور روز یا نور خورشید) و یا منبع نور مصنوعی (نور انواع لامپهای الکتریکی) باشد و بسته به نوع هدایتگر نوری که میتواند فیبر نوری و یا لوله نوری( Light PipeیاLight Tube )باشد تقسیم بندی میشود.

البته سیستم روشنائی فیبر نوری از متداولترین سیستمهای روشنایی بامنبع نوری مجزا هستند; که هم برای انتقال نور طبیعی و هم برای انتقال نور مصنوعی کاملا مناسب می باشند وبا توجه به این مشخصات و بدلیل امتیازات فراوانی که دارند امروزه اشاعه فراوانی پیدا کرده اند و بدلیل قابلیت های زیاد این سیستمها, از آنها بعنوان روشنائی آینده نام برده میشود.

در سیستم های لوله نوری هم که اساس مشترکی با سیستم روشنائی فیبر نوری دارند، انتقال و هدایت نور توسط لوله هائی که داخل آنها صیقلی بوده و یا یک لایه شفاف (Prismatic) جهت انعکاس در داخل آنها قرار دارد انجام می گیرد.در لوله های نوری هم انتقال نور براساس پدیده انعکاس کامل داخلی انجام می پذیرد در این سیستمها محیط هدایتگر هوای داخل لوله نوری میباشد.

"روشنائی فیبر نوری دارای چه خصوصیاتی میباشد؟" عمده ترین خصیصه روشنائی فیبر نوری که آنرا از سایر تکنولوژیها و روشهای طراحی روشنائی متمایز میسازد جداسازی نور از سایر مولفه های الکترومغناطیسی آن میباشد.

به عبارت دیگر تمام اشعه های نوری که تاکنون بطور متداول بکار رفته اند علاوه بر نور مرئی شامل مولفه های دیگری چون حرارت - تشعشعات ماوراء بنفش uv، تشعشعات مادون قرمز IR (در مورد نورهای طبیعی)هستند و روشنائی الکتریکی علاوه بر این مولفه ها امواج الکترومغناطیسی و الکتریسیته را نیز شامل میشود.

اما نور فیبر نوری فاقد تمام این گونه تشعشعات است و خالصترین نور جهت مصارف روشنائی و سایر موارد استفاده اختصاصی میباشد.

دومین خصیصه این سیستم روشنائی عایق بودن، محکم بودن، بی اثربودن و پایدار بودن قطعات تشکیل دهنده این سیستم میباشد.

در آن سیم بکار نرفته است و لامپهای شکستنی در این سیستم وجود ندارد.

سومین خصیصه این سیستم روشنائی سبک و کم حجم بودن قطعات آن میباشد.

چهارمین خصیصه آن انطباق با نیازهای روحی و روانی انسان و محیط زیست میباشد بطوریکه در هماهنگی کامل با طبیعت و احساسات زیباشناختی انسان هست.

پنجمین خصیصه این سیستم روشنائی امکان تقسیم نور یک منبع نور به نقاط مختلف می باشد به طوریکه گاه تا صدها نقطه مجزا براساس مقدارروشنائی و نور موردنیاز توسط یک منبع نوری روشن می شوند.و این از مشخصات منحصر به فرد تکنولوژی روشنایی فیبر نوری می باشد.

بطوریکه در سیستم روشنائی متداول الکتریکی هر لامپ یا مولد نور قادر به روشنایی یک منطقه و یا نورپردازی یک شی میباشد ونور آنرا نمی‎توان به قسمت های مختلف تقسیم وبه نقاط مختلف منتقل کرد.همین نقیصه سیستمهای روشنائی متداول معمولاً باعث به هدر رفتن مقدار زیادی از انرژی نوارنی میشود.

برای مثال در یک لامپ رشته ای معمولی فقط یک هشتم انرژی مصرفی لامپ به نور مرئی تبدیل میشود.بقیه آن به گرما و تشعشعات غیرمرئی و اکثراً مضر تبدیل میشود.

از این مقدار انرژی هم که به نور تبدیل شده است فقط یک سوم آن به عنوان روشنائی مفید موثر مورد استفاده قرار میگیرد ودوسوم آن در اشکال نور غیرموثر (برای روشن کردن فضاهائی که نیازی به روشنایی آنها نمیباشد) به هدر میرود.

ملاحظه میشود که حداکثر فقط 4% انرژی یک لامپ رشته ای به نور مفید تبدیل میشود و در بهترین حالت با لامپهای کم مصرف مقدار بهره وری به سه برابر یعنی حدوداً 12% رسیده است و با توجه به این واقعیت که حدود 30% کل مصرف الکتریکی در جهان صرف روشنائی داخلی و خارجی میشود متوجه حجم عظیم تلفات میشویم.

لذا ً مسئله روشنائی وتلفات انرژی قابل توجه در آن, امروزه به یک چالش جدی تبدیل شده است و حکومتها و سازمانهای بین المللی توجه زیادی به حل این مشکل دارند.

راهکارهای کلی که برای این مشکل تعریف شده است عبارتند از: 1- افزایش بهره وری لامپها ومنابع نوری 2- استفاده از نور روز و نور خورشید 3- استفاده از نور وظیفه ای ( یعنی هدایت نور به منطقه موردنیاز جهت روشنائی و جلوگیری از روشن کردن قسمتهائی که نیازی به آن نمیباشد).

4- کاهش دفع حرارت ناشی از روشنائی در محل مصرف نور که موجب تلفات مضاعف انرژی شده و باعث میشود مجدداً با صرف انرژی الکتریکی دیگری توسط سیستمهای مبرد, گرمای ایجاد شده دفع شود.

سیستمهای روشنائی فیبر نوری با مشخصاتی که دارند قادرند در هر 4 مقوله صرفه جوئی و بهبود الگوهای مصرف انرژی روشنائی موثر واقع شوند و همین مشخصات منحصر بفرد این تکنولوژی است که آنرا ممتاز کرده است.

بطوریکه با وجود نوپا بودن این تکنولوژی (بیش از 15 سال از استفاده ازفناوری فیبر نوری در روشنائی ساختمانها و ...

نمیگذرد) امید فراوانی به آینده و همه گیر شدن این سیستم نوری وجود دارد و امروزه بیشترین تحقیقات و سرمایه گذاریها در زمینه روشنائی در تکنولوژی روشنائی فیبرهای نوری ونیز تولید لامپها (منابع نوری) با کارآئی بالاتر انجام میپذیرد.

حال به نقش سیستمهای روشنائی با منبع نوری مجزا و تکنولوژی فیبر نوری در راهکارهای چهار گانه صرفه جوئی در مصرف انرژی در روشنائی میپردازیم.

الف : نقش این تکنولوژی در افزایش بهره وری لامپها و منابع نوری.

در زمینه تولید لامپها با بهره وری و کارآئی بالاتر بطورکلی عمده تحقیقات در ساخت لامپهای پر قدرت .

LED با امکان تولید نور سفید توسط آنها و دیگر در ساخت لامپهای پلاسمای سلفوری که SLS(SULFUR LIGHT SYSTEM) و PLS (PLASMA LIGHT SYSTEM) نامگذاری شده اند، متمرکز شده است.

در هردوی این تحقیقات نتایج موفقیت آمیز و امیدوار کننده ای بدست آمده است.

امروزه لامپهای پرقدرت LED با نور سفید (در شکل LEDهای GRB و LEDهای فلور سنتی از ترکیب LEDهای با نور آبی وLEDهای با تابش ماورائ بنفش با استفاده از یک لایه فلورسنت ) بصورت تجارتی 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.ولی 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.

لامپهای سلفوری از گدازش (Fusion) سلفور در میدان میکروویو با فرکانس حدود 5/2 گیگاهرتز تولید میشود به این ترتیب که حدود چند میلیگرم سلفور به همراه گاز بی اثر آرگون در یک حباب کروی با قطر حدود سه سانتیمتر از جنس کوارتز در معرض میدان چرخان میکرویو قرار میگیرد.

درنتیجه تولید گرمای فوق العاده, سلفور به شکل پلاسما در می آید و تولید نور میکند.

این روش, مشابه نور تولید شده در خورشیدمی باشد و دارای خواص نوری همانند نور خورشید می باشد و گرمای نورآن حدود 6000 درجه کلوین (شبیه نور خورشید) میباشد.

نور تولید شده توسط این لامپها حرارت ایجاد نمیکند و شامل تشعشعات uv نمیباشد و بالاترین بهره وری در بین لامپهایی را دارد که تا کنون ساخته شده است بطوری که بازده نوری آن حدود Luman/watt180 می باشد.

ولی این لامپها تولید خیرگی بسار زیادی می‎کنند بطوریکه مستقیماً برای استفاده در مقاصد روشنائی مناسب نمی باشند.

و دارای توان نوری بسیار زیاد هستند (برای مثال لامپهای SLS با توان نوری معادل kw36 یعنی با قدرت تولید روشنائی معادل 360 لامپ صد وات رشته ای ساخته شده اند) این لامپها مناسب برای استفاده در سیستمهای روشنائی با منبع نوری مجزا یعنی Remote Source Lighting (RSL) میباشند.

فلذا درصورت توسعه استفاده از سیستمهای RSL امکان بکارگیری اینگونه لامپها و دسترسی به منابع نوری با بهره وری بالاتر فراهم خواهد شد.

ب : نقش سیستم روشنائی فیبر نوری (RSL) در استفاده از نور خورشید و نور روز براساس تحقیقاتی که انجام شده است حداکثر مصرف برق در زمینه روشنائی مقارن ظهر یعنی در زمانی است که خورشید بیشترین تابش را دارد.

اگر بصورت واقع بینانه ای استفاده از نور روز در ساختمانها موردبررسی قرار گیرد باید قبول کرد با وجود تاکید به استفاده از این موهبت رایگان عملاً امروزه در ساختمانها نور خورشید به طور موثری مورد استفاده قرار نمیگیرد.

بطوریکه در ساختمانها (بخصوص ساختمانهای بزرگ و برجها) یا نور طبیعی کافی به تمام نقاط ساختمان نمی رسد و یا اگر در مواردی اطاقها نورگیر باشد به خاطر وجود خیرگی در نور خورشید و یا انتقال حرارت خورشید معمولاً پرده ها کشیده هستند وبیشتر از روشنائی برق استفاده میشود.

درواقع وجود گرما، خیرگی و تشعشعات uv در نور مستقیم خورشید و نیز عدم امکان انتقال نور خورشید به تمام نقاط داخل ساختمان مهمترین دلایل استفاده از روشنائی الکتریکی درموقع روز میباشند.

سیستمهای روشنائی با فیبر نوری و RSL امکان انتقال نور طبیعی خورشید بدون گرما و بدون تشعشعات مضر و خطرناک را به هر نقطه از ساختمان که نفوذ نور مسقتیم خورشید به آنها غیرممکن است (نظیر زیرزمینها) فراهم میسازند.

ج : استفاده از نور وظیفه ای (Functional Lighting) توسط سیستم روشنائی فیبر نوری: بطوریکه ذکر شد حدود دوسوم از نور مرئی تولید شده توسط منابع نوری بصورت غیرموثر تلف میشود.

روشنائی متداول الکتریکی دارای دو نقیصه اساسی است که دلیل اصلی تلفات نوری زیاد در حین مصرف میباشد.

اول اینکه تمام اشکال منابع نورانی دارای حرارت الکتریکی و تشعشعات uv مباشند که وجود این مولفه های نامطلوب همراه نور امکان نزدیک کردن منبع نور به محل مصرف را ناممکن میسازد، دوم اینکه امکان تقسیم نور منابع روشنائی وانتقال آن به نقاط مختلف وجودندارد.

ولی با استفاده از روشنائی فیبر نوری بدلیل آنکه این نور فاقد حرارت، uv و الکتریسیته میباشدوبه دلیل آن که فیکسچرهای آن بسیار کوچک و مینیاتوری هستند (امکان کارگذاری ایمن آنها در هر نقطه ای را که برای چراغهای معمولی غیرممکن است, فراهم میسازد).

امکان تقسیم روشنائی یک نورده توسط دسته های فیبرنوری و انتقال آن به نقاط مختلف با هر مقدار روشنائی موردنیاز و در اشکال مختلف نورپردازی وجود دارد.

بکار گیری روش نورپردازی وظیفه ای توسط این سیستم به نحو مطلوبی فراهم است.

بطوریکه با استفاده از این سیستم نوری نگرش ما چه به عنوان طراحان پروژه های روشنائی و چه به عنوان مصرف کننده آن دستخوش تغییرات شگرفی خواهد شد.

د : سیستم روشنائی فیبر نوری باعث کاهش مصرف برق وصرفه جویی در هزینه های آن میشود.

سیستمهای روشنائی فیبر نوری فاقد هرگونه حرارتی هستند و نور این سیستمها کاملاً خنک میباشد لذا هیچگونه حرارت اضافی درحین روشنائی ایجاد نمیکند.

براساس تحقیقاتی که انجام شده است حدود 30 درصد توان تبریدی در ساختمانها صرف دفع حرارت ناشی از روشنائی الکتریکی میشود.

و با توجه به اینکه حدود 12 درصد کل مصرف انرژی الکتریکی صرف سرمایش ساختمانها میشود متوجه پتانسیل عظیم این سیستمها در صرفه جوئی انرژی در صورت همه گیر شدن استفاده از آنها میشویم.

ه : سیستم های روشنائی فیبرنوری امکان استفاده از روشنائی مختلط نور طبیعی و مصنوعی Hybrid Lighting System) )را فراهم میسازند.

سیستمهای فیبر نوری بعنوان ساختار اصلی روشنائی ساختمانها, امکان استفاده از نورمختلط خورشید(نور روز) و نور مصنوعی را فراهم میسازد و در صورت استفاده از سیستم روشنایی فیبر نوری نیازی به تاسیسات روشنائی مضاعف در استفاده از این دو نور نخواهد بود.

با این توضیحات مختصر سعی شد توانائی های فراوان سیستمهای فیبر نوری و نقش آنها در صرفه جوئی انرژی، ایجاد خانه های سبز، تولید روشنائی منطبق با نیازهای فطری انسان و طبیعت, و نقش آن در حفظ محیط زیست و کاهش آلاینده های محیطی وکاهش تولید گازهای گلخانه ای, با کاهش مصرف انرژی, نشان داده شود.

فن آوری ساخت فیبرهای نوری برای تولید فیبر نوری، نخست ساختار آن در یک میله شیشه‌ای موسوم به پیش‌سازه از جنس سیلیکا ایجاد می‌گردد و سپس در یک فرایند جداگانه این میله کشیده شده تبدیل به فیبر می‌شود.

از سال ۱۹۷۰ روش‌های متعددی برای ساخت انواع پیش‌سازه‌ها به کار رفته‌است که اغلب آنها بر مبنای رسوب‌دهی لایه‌های شیشه‌ای در داخل یک لوله به عنوان پایه قرار دارند.

روشهای ساخت پیش‌سازه روش‌های فرآیند فاز بخار برای ساخت پیش‌سازه فیبر نوری را می‌توان به سه دسته تقسیم کرد: • رسوب‌دهی داخلی در فاز بخار • رسوب‌دهی بیرونی در فاز بخار • رسوب‌دهی محوری در فاز بخار [ویرایش] موادلازم در فرایند ساخت پیش سازه • تتراکلرید سیلیکون: این ماده برای تأمین لایه‌های شیشه‌ای در فرآیند مورد نیاز است.

• تتراکلرید ژرمانیوم: این ماده برای افزایش ضریب شکست شیشه در ناحیه مغزی پیش‌سازه استفاده می‌شود.

انواع فیبر نوری صدها و هزاران نمونه از رشته های نوری فوق در دسته هائی سازماندهی شده و کابل های نوری را بوجود می آورند.

هر یک از کلاف های فیبر نوری توسط یک روکش هائی با نام Jacket محافظت می گردند.

فیبر های نوری در دو گروه عمده ارائه می گردند: ▪ فیبرهای تک حالته (Single-Mode) بمنظور ارسال یک سیگنال در هر فیبر استفاده می شود نظیر : تلفن ▪ فیبرهای چندحالته Multi-Mode بمنظور ارسال چندین سیگنال در یک فیبر استفاده می شود( نظیر : شبکه های کامپیوتری) ▪ فیبرهای تک حالته دارای یک هسته کوچک ( تقریبا" ۹ میکرون قطر ) بوده و قادر به ارسال نور لیزری مادون قرمز ( طول موج از ۱۳۰۰ تا ۱۵۵۰ نانومتر) می باشند.

فیبرهای چند حالته دارای هسته بزرگتر ( تقریبا" ۵ / ۶۲ میکرون قطر ) و قادر به ارسال نورمادون قرمز از طریق LED می باشند • اکسی کلرید فسفریل: برای کاهش دمای واکنش در حین ساخت پیش‌سازه، این مواد وارد واکنش می‌شود.

• گاز فلوئور: برای کاهش ضریب شکست شیشه در ناحیه غلاف استفاده می‌شود.

• گاز هلیم: برای نفوذ حرارتی و حباب‌زدایی در حین واکنش شیمیایی در داخل لوله مورد استفاده قرار می‌گیرد.

• گاز کلر: برای آب‌زدایی محیط داخل لوله قبل از شروع واکنش اصلی مورد نیاز است.