[发明专利]一种塑料光纤受光端的冷却方法

说明书

本发明涉及塑料光导纤维在传光时，其受光端受光照后的一种冷却方法。

塑料光纤作为一种能传导可见光的光导纤维，在其受光端外配置光源并使光源照射到受光端时，塑料光纤可产生端发光和侧发光(通体发光)的灯光效果。利用这一原理制作成类似霓虹灯的灯光装饰、图文广告以及光纤照明产品，在装饰、广告以及照明领域中具有显著的技术特色、独特的视觉效果和广泛的应用前景。但就现有技术塑料光纤的发光亮度和传光距离来看，与霓虹灯相比存在明显不足，要提高塑料光纤的发光亮度和传光距离又必须提高塑料光纤受光端的光照能量，而提高光照能量必然会导致塑料光纤受光端温度上升，由于塑料光纤的材料特性所限，使用温度只能局限在一定范围内，如果塑料光纤受光端温度过高，将会烧坏塑料光纤的受光端。为了解决上述问题，日本专利JP.8-292339于1996年11月5日公开了一种光纤照射装置，其中包括光源发出的光，接收光源所发出光的塑料光纤以及位于光源与塑料光纤之间的冷却液，且冷却液在其容器内是热对流自循环的。上述技术方案采用冷却液冷却光纤，可以降低光纤受光端的温度，但是一方面由于光源热量透过透明壁、冷却液射入光纤端内部，液体透明度越高，其吸热效果越差，而透明度降低会影响光的通过，因此冷却液只能起到部分吸热作用；另一方面，光源产生的热辐射是瞬间作用于受热体的，光纤端内部吸热后，由于塑料光纤是不良导热体，其大量热能只能缓慢地传导给冷却液，导致光纤内部骤然过热而易老化，光源功率越大这一现象越明显。由此可见，如何解决在提高光照能量、保持发光效率的前提下，有效降低塑料光纤受光端的温度，是提高塑料光纤发光亮度和传光距离的关键。

本发明的目的是在大幅度提高塑料光纤受光端光照能量的前提下，提供一种塑料光纤受光端的高效冷却方法，从而大大提高塑料光纤的发光亮度和传光距离。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种塑料光纤受光端的冷却方法，采用液体冷却方式与红外光过滤叠加的方式进行冷却，以至少在正常工作状态下呈透明状的液体为冷却液，将塑料光纤的受光端浸入冷却液中，红外光过滤基片与冷却液接触并位于塑料光纤受光端与光源之间，光源发出的可见光穿过冷却液和红外光过滤基片照射在塑料光纤的受光端上。

上述技术方案中，所述“塑料光纤受光端”指塑料光纤上受光照的面或受光照的部分，可以解释为一根塑料光纤的受光端，也可以解释为多根塑料光纤绞合成光缆后的各光纤的受光端集合。所述“至少在正常工作状态下呈透明状的液体”指液体在正常工作状态下为透明液体，而在非正常工作状态下可以为透明液体，也可以为半透明液体或不透明液体。所述“透明状的液体”是以可见光可穿过为要点，因此可以解释为无色透明液体和有色透明液体两种。

上述技术方案中，所述冷却液可以为流动液体。所述流动液体可以为循环流动液体也可以为开环流动液体。所述流动液体的循环可以为热对流自循环方式也可以为强迫循环方式。所述冷却液可以为水，也可以为透明混合液。

上述技术方案中，所述红外光过滤基片可以浸在冷却液中，也可以替代冷却液容器的透明腔壁。

本发明的工作原理是：以至少在正常工作状态下呈透明状的液体作为冷却介质，在光路中设有与冷却液接触的红外光过滤基片，当塑料光纤的受光端浸入冷却液时，光源发出的红外光大部分被红外光过滤基片阻挡(反射)掉，可见光穿过冷却液照射在塑料光纤的受光端上，使塑料光纤端发光或侧发光，少量的红外光穿过过滤基片和冷却液照射到塑料光纤的受光端，所聚集的热量可由浸没塑料光纤受光端的冷却液吸收和散发，从而使塑料光纤的受光端冷却，同时，红外光过滤基片受光照产生的热量也被与其接触的冷却液带走。

由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：

1.本发明采用液体冷却方式与红外光滤光相叠加的技术方案，置于光纤端与光源之间的红外光滤光片能将大部分的热量(红外线)阻挡掉，少量红外光透过红外光过滤基片照射到塑料光纤的受光端，其聚集的热量也可被冷却液快速带走，从而大大提高受光端的冷却效率，降低受光端的温度，即使塑料光纤受光端光源的光照能量大幅增加，而塑料光纤受光端仍可处于正常工作状态(塑料光纤的耐热温度为70℃)，也就是说此时受光端温度仍＜70℃，从而可大幅度提高塑料光纤的发光亮度和传光距离，所以本发明具有显著的技术进步和突出的特点。