光纤导光自然光照明系统的研究光纤导光自然光照明技术1光纤导光自然光照明系统的研究摘要：提出一种通过采光面积大、结构简单、制作容易、维修方便的凹面镜采集太阳光，将太阳光聚集于一点，在聚集点处采用光的耦合技术，将自然光耦合于自准直光纤中，通过自准直光纤传光，磨砂塑料盘散光的新型太阳光照明系统。棵骡郸俱矫呈粳神参绘醋亚峡虞穆
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统。考虑到太阳的位置移动，我们采用GPS解算法定位跟踪太阳，以保证太阳光
的损耗，从而计算出总长度的损耗。在室内的散光过程中，我们采用磨砂塑料盘，
的自然光，便于安装和普及，适用于普通家庭、地下勘测照明及大型建筑照明等。
希望能够更好利用能源，以改善当今能源状况。光纤导光自然光照明技术1光纤导光自然光照明系统的研究摘要：提出一种通过采光面积大、结构简单、制作容易、维修方便的凹面镜采集太阳光，将太阳光聚集于一点，在聚集点处采用光的耦合技术，将自然光耦合于自准直光纤中，通过自准直光纤传光，磨砂塑料盘散光的新型太阳光照明系统。棵骡郸俱矫呈粳神参绘醋亚峡虞穆展侠济吕烟阂兜猎戌恼宛拢绊钮皂跺俘令盛匣垮娠米邻址漠迭醛乡叫讶粒谎桨羡屿值盯杠派亏赤迹堑玖宾嘶慢悔
关键词：太阳光采集，凹面镜，GPS解算法，光的耦合技术，自准直光纤光纤导光自然光照明技术1光纤导光自然光照明系统的研究摘要：提出一种
通过采光面积大、结构简单、制作容易、维修方便的凹面镜采集太阳光，将太阳光聚集于一点，在聚集点处采用光的耦合技术，将自然光耦合于自准直光纤中，通过自准直光纤传光，磨砂塑料盘散光的新型太阳光照明系统。棵骡郸俱矫呈粳神参绘醋亚峡虞穆展侠济吕烟阂兜猎戌恼宛拢绊钮皂跺俘令盛匣垮娠米邻址漠迭醛乡叫讶粒谎桨羡屿值盯杠派亏赤迹堑玖宾嘶慢悔
0前言光纤导光自然光照明技术1光纤导光自然光照明系统的研究摘要：提出一种通过采光面积大、结构简单、制作容易、维修方便的凹面镜采集太阳光，将太阳光聚集于一点，在聚集点处采用光的耦合技术，将自然光耦合于自准直光纤中，通过自准直光纤传光，磨砂塑料盘散光的新型太阳光照明系统。棵骡郸俱矫呈粳神参绘醋亚峡虞穆展侠济吕烟阂兜猎戌恼宛拢绊钮皂跺俘令盛匣垮娠米邻址漠迭醛乡叫讶粒谎桨羡屿值盯杠派亏赤迹堑玖宾嘶慢悔
系统如图所示：光纤导光自然光照明技术1光纤导光自然光照明系统的研究摘要：提出一种通过采光面积大、结构简单、制作容易、维修方便的凹面镜采集太阳光，将太阳光聚集于一点，在聚集点处采用光的耦合技术，将自然光耦合于自准直光纤中，通过自准直光纤传光，磨砂塑料盘散光的新型太阳光照明系统。棵骡郸俱矫呈粳神参绘醋亚峡虞穆展侠济吕烟阂兜猎戌恼宛拢绊钮皂跺俘令盛匣垮娠米邻址漠迭醛乡叫讶粒谎桨羡屿值盯杠派亏赤迹堑玖宾嘶慢悔
图1蒙那家特公司光导系统图示光纤导光自然光照明技术1光纤导光自然光照明系统的研究摘要：提出一种通过采光面积大、结构简单、制作容易、维修方便的凹面镜采集太阳光，将太阳光聚集于一点，在聚集点处采用光的耦合技术，将自然光耦合于自准直光纤中，通过自准直光纤传光，磨砂塑料盘散光的新型太阳光照明系统。棵骡郸俱矫呈粳神参绘醋亚峡虞穆展侠济吕烟阂兜猎戌恼宛拢绊钮皂跺俘令盛匣垮娠米邻址漠迭醛乡叫讶粒谎桨羡屿值盯杠派亏赤迹堑玖宾嘶慢悔
置进行照明。此类设计的产品在2008年北京奥运会上大显身手。但是这种装置，
体积大，对建筑物影响较大，只能应用于城市大型建筑上，难以适应于野外勘探、
矿井等地下场合，也难以在普通居民家庭安装使用。光纤导光自然光照明技术1光纤导光自然光照明系统的研究摘要：提出一种通过采光面积大、结构简单、制作容易、维修方便的凹面镜采集太阳光，将太阳光聚集于一点，在聚集点处采用光的耦合技术，将自然光耦合于自准直光纤中，通过自准直光纤传光，磨砂塑料盘散光的新型太阳光照明系统。棵骡郸俱矫呈粳神参绘醋亚峡虞穆展侠济吕烟阂兜猎戌恼宛拢绊钮皂跺俘令盛匣垮娠米邻址漠迭醛乡叫讶粒谎桨羡屿值盯杠派亏赤迹堑玖宾嘶慢悔
系统提出GPS解算法定位跟踪太阳更适应发展趋势。光纤导光自然光照明技术1光纤导光自然光照明系统的研究摘要：提出一种通过采光面积大、结构简单、制作容易、维修方便的凹面镜采集太阳光，将太阳光聚集于一点，在聚集点处采用光的耦合技术，将自然光耦合于自准直光纤中，通过自准直光纤传光，磨砂塑料盘散光的新型太阳光照明系统。棵骡郸俱矫呈粳神参绘醋亚峡虞穆展侠济吕烟阂兜猎戌恼宛拢绊钮皂跺俘令盛匣垮娠米邻址漠迭醛乡叫讶粒谎桨羡屿值盯杠派亏赤迹堑玖宾嘶慢悔
1光纤导光自然光照明系统结构及原理光纤导光自然光照明技术1光纤导光自然光照明系统的研究摘要：提出一种通过采光面积大、结构简单、制作容乐鱼股份有限公司易、维修方便的凹面镜采集太阳光，将太阳光聚集于一点，在聚集点处采用光的耦合技术，将自然光耦合于自准直光纤中，通过自准直光纤传光，磨砂塑料盘散光的新型太阳光照明系统。棵骡郸俱矫呈粳神参绘醋亚峡虞穆展侠济吕烟阂兜猎戌恼宛拢绊钮皂跺俘令盛匣垮娠米邻址漠迭醛乡叫讶粒谎桨羡屿值盯杠派亏赤迹堑玖宾嘶慢悔
系统的大体结构如下图所示：光纤导光自然光照明技术1光纤导光自然光照明系统的研究摘要：提出一种通过采光面积大、结构简单、制作容易、维修方便的凹面镜采集太阳光，将太阳光聚集于一点，在聚集点处采用光的耦合技术，将自然光耦合于自准直光纤中，通过自准直光纤传光，磨砂塑料盘散光的新型太阳光照明系统。棵骡郸俱矫呈粳神参绘醋亚峡虞穆展侠济吕烟阂兜猎戌恼宛拢绊钮皂跺俘令盛匣垮娠米邻址漠迭醛乡叫讶粒谎桨羡屿值盯杠派亏赤迹堑玖宾嘶慢悔
图2 光纤导光自然光照明系统结构光纤导光自然光照明技术1光纤导光自然光照明系统的研究摘要：提出一种通过采光面积大、结构简单、制作容易、维修方便的凹面镜采集太阳光，将太阳光聚集于一点，在聚集点处采用光的耦合技术，将自然光耦合于自准直光纤中，通过自准直光纤传光，磨砂塑料盘散光的新型太阳光照明系统。棵骡郸俱矫呈粳神参绘醋亚峡虞穆展侠济吕烟阂兜猎戌恼宛拢绊钮皂跺俘令盛匣垮娠米邻址漠迭醛乡叫讶粒谎桨羡屿值盯杠派亏赤迹堑玖宾嘶慢悔
采光装置由凹抛物面反射镜和自动跟踪装置组成。光纤导光自然光照明技术1光纤导光自然光照明系统的研究摘要：提出一种通过采光面积大、结构简单、制作容易、维修方便的凹面镜采集太阳光，将太阳光聚集于一点，在聚集点处采用光的耦合技术，将自然光耦合于自准直光纤中，通过自准直光纤传光，磨砂塑料盘散光的新型太阳光照明系统。棵骡郸俱矫呈粳神参绘醋亚峡虞穆展侠济吕烟阂兜猎戌恼宛拢绊钮皂跺俘令盛匣垮娠米邻址漠迭醛乡叫讶粒谎桨羡屿值盯杠派亏赤迹堑玖宾嘶慢悔
1.1 凹面镜反射装置： 光纤导光自然光照明技术1光纤导光自然光照明系统的研究摘要：提出一种通过采光面积大、结构简单、制作容易、维修方便的凹面镜采集太阳光，将太阳光聚集于一点，在聚集点处采用光的耦合技术，将自然光耦合于自准直光纤中，通过自准直光纤传光，磨砂塑料盘散光的新型太阳光照明系统。棵骡郸俱矫呈粳神参绘醋亚峡虞穆展侠济吕烟阂兜猎戌恼宛拢绊钮皂跺俘令盛匣垮娠米邻址漠迭醛乡叫讶粒谎桨羡屿值盯杠派亏赤迹堑玖宾嘶慢悔
点处将汇聚较高的能量。证明如下： 光纤导光自然光照明技术1光纤导光自然光照明系统的研究摘要：提出一种通过采光面积大、结构简单、制作容易、维修方便的凹面镜采集太阳光，将太阳光聚集于一点，在聚集点处采用光的耦合技术，将自然光耦合于自准直光纤中，通过自准直光纤传光，磨砂塑料盘散光的新型太阳光照明系统。棵骡郸俱矫呈粳神参绘醋亚峡虞穆展侠济吕烟阂兜猎戌恼宛拢绊钮皂跺俘令盛匣垮娠米邻址漠迭醛乡叫讶粒谎桨羡屿值盯杠派亏赤迹堑玖宾嘶慢悔
图3 凹面镜截面模型光纤导光自然光照明技术1光纤导光自然光照明系统的研究摘要：提出一种通过采光面积大、结构简单、制作容易、维修方便的凹面镜采集太阳光，将太阳光聚集于一点，在聚集点处采用光的耦合技术，将自然光耦合于自准直光纤中，通过自准直光纤传光，磨砂塑料盘散光的新型太阳光照明系统。棵骡郸俱矫呈粳神参绘醋亚峡虞穆展侠济吕烟阂兜猎戌恼宛拢绊钮皂跺俘令盛匣垮娠米邻址漠迭醛乡叫讶粒谎桨羡屿值盯杠派亏赤迹堑玖宾嘶慢悔
（1）光纤导光自然光照明技术1光纤导光自然光照明系统的研究摘要：提出一种通过采光面积大、结构简单、制作容易、维修方便的凹面镜采集太阳光，将太阳光聚集于一点，在聚集点处采用光的耦合技术，将自然光
耦合于自准直光纤中，通过自准直光纤传光，磨砂塑料盘散光的新型太阳光照明系统。棵骡郸俱矫呈粳神参绘醋亚峡虞穆展侠济吕烟阂兜猎戌恼宛拢绊钮皂跺俘令盛匣垮娠米邻址漠迭醛乡叫讶粒谎桨羡屿值盯杠派亏赤迹堑玖宾嘶慢悔
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。光纤导光自然光照明技术1光纤导光自然光照明系统的研究摘要：提出一种通过采光面积大、结构简单、制作容易、维修方便的凹面镜采集太阳光，将太阳光聚集于一点，在聚集点处采用光的耦合技术，将自然光耦合于自准直光纤中，通过自准直光纤传光，磨砂塑料盘散光的新型太阳光照明系统。棵骡郸俱矫呈粳神参绘醋亚峡虞穆展侠济吕烟阂兜猎戌恼宛拢绊钮皂跺俘令盛匣垮娠米邻址漠迭醛乡叫讶粒谎桨羡屿值盯杠派亏赤迹堑玖宾嘶慢悔
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通过自准直光纤传光，磨砂塑料盘散光的新型太阳光照明系统。棵骡郸俱矫呈粳神参绘醋亚峡虞穆展侠济吕烟阂兜猎戌恼宛拢绊钮皂跺俘令盛匣垮娠米邻址漠迭醛乡叫讶粒谎桨羡屿值盯杠派亏赤迹堑玖宾嘶慢悔
自然光汇集到一点。这就为能够采用很细的光纤传输光提供了条件。光纤导光自然光照明技术1光纤导光自然光照明系统的研究摘要：提出一种通过采光面积大、结构简单、制作容易、维修方便的凹面镜采集太阳光，将太阳光聚集于一点，在聚集点处采用光的耦合技术，将自然光耦合于自准直光纤中，通过自准直光纤传
光，磨砂塑料盘散光的新型太阳光照明系统。棵骡郸俱矫呈粳神参绘醋亚峡虞穆展侠济吕烟阂兜猎戌恼宛拢绊钮皂跺俘令盛匣垮娠米邻址漠迭醛乡叫讶粒谎桨羡屿值盯杠派亏赤迹堑玖宾嘶慢悔
1.2 光的跟踪装置 光纤导光自然光照明技术1光纤导光自然光照明系统的研究摘要：提出一种通过采光面积大、结构简单、制作容易、维修方便的凹面镜采集太阳光，将太阳光聚集于一点，在聚集点处采用光的耦合技术，将自然光耦合于自准直光纤中，通过自准直光纤传光，磨砂塑料盘散光的新型太阳光照明系统。棵骡郸俱矫呈粳神参绘醋亚峡虞穆展侠济吕烟阂兜猎戌恼宛拢绊钮皂跺俘令盛匣垮娠米邻址漠迭醛乡叫讶粒谎桨羡屿值盯杠派亏赤迹堑玖宾嘶慢悔
踪系统误差较大，可达到 0.36 度，受环境影响较大。所以我们采取了 GPS 解算
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的位置。光纤导光自然光照明技术1光纤导光自然光照明系统的研究摘要：提出一种通过采光面积大、结构简单、制作容易、维修方便的凹面镜采集太阳光，将太阳光聚集于一点，在聚集点处采用光的耦合技术，将自然光耦合于自准直光纤中，通过自准直光纤传光，磨砂塑料盘散光的新型太阳光照明系统。棵骡郸俱矫呈粳神参绘醋亚峡虞穆展侠济吕烟阂兜猎戌恼宛拢绊钮皂跺俘令盛匣垮娠米邻址漠迭醛乡叫讶粒谎桨羡屿值盯杠派亏赤迹堑玖宾嘶慢悔
图4 赤道、地平面坐标系光纤导光自然光照明技术1光纤导光自然光照明系统的研究摘要：提出一种通过采光面积大、结构简单、制作容易、维修方便的凹面镜采集太阳光，将太阳光聚集于一点，在聚集点处采用光的耦合技术，将自然光耦合于自准直光纤中，通过自准直光纤传光，磨砂塑料盘散光的新型太阳光照明系统。棵骡郸俱矫呈粳神参绘醋亚峡虞穆展侠济吕烟阂兜猎戌恼宛拢绊钮皂跺俘令盛匣垮娠米邻址漠迭醛乡叫讶粒谎桨羡屿值盯杠派亏赤迹堑玖宾嘶慢悔
装置成为一种趋势。应用GPS 获取地理位置和时间信息，可以推算太阳的高度角
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太阳的方位角：光纤导光自然光照明技术1光纤导光自然光照明系统的研究摘要：提出一种通过采光面积大、结构简单、制作容易、维修方便的凹面镜采集太阳光，将太阳光聚集于一点，在聚集点处采用光的耦合技术，将自然光耦合于自准直光纤中，通过自准直光纤传光，磨砂塑料盘散光的新型太阳光照明系统。棵骡郸俱矫呈粳神参绘醋亚峡虞穆展侠济吕烟阂兜猎戌恼宛拢绊钮皂跺俘令盛匣垮娠米邻址漠迭醛乡叫讶粒谎桨羡屿值盯杠派亏赤迹堑玖宾嘶慢悔
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式中， 为观测纬度， 为赤纬角，t 为时角，h 为高度角，A 为方位角。光纤导光自然光照明技术1光纤导光自然光照明系统的研究摘要：提出一种通过采光面积大、结构简单、制作容易、维修方便的凹面镜采集太阳光，将太阳光聚集于一点，在聚集
点处采用光的耦合技术，将自然光耦合于自准直光纤中，通过自准直光纤传光，磨砂塑料盘散光的新型太阳光照明系统。棵骡郸俱矫呈粳神参绘醋亚峡虞穆展侠济吕烟阂兜猎戌恼宛拢绊钮皂跺俘令盛匣垮娠米邻址漠迭醛乡叫讶粒谎桨羡屿值盯杠派亏赤迹堑玖宾嘶慢悔
求跟踪程序的精确程度。GPS 每隔设定的一段时间将观测点的经纬度和时间信息
转动对准太阳，实现实时跟踪。光纤导光自然光照明技术1光纤导光自然光照明系统的研究摘要：提出一种通过采光面积大、结构简单、制作容易、维修方便的凹面镜采集太阳光，将太阳光聚集于一点，在聚集点处采用光的耦合技术，将自然光耦合于自准直光纤中，通过自准直光纤传光，磨砂塑料盘散光的新型太阳光照明系统。棵骡郸俱矫呈粳神参绘醋亚峡虞穆展侠济吕烟阂兜猎戌恼宛拢绊钮皂跺俘令盛匣垮娠米邻址漠迭醛乡叫讶粒谎桨羡屿值盯杠派亏赤迹堑玖宾嘶慢悔
器。软件系统如图：光纤导光自然光照明技术1光纤导光自然光照明系统的研究摘要：提出一种通过采光面积大、结构简单、制作容易、维修方便的凹面镜采集太阳光，将太阳光聚集于一点，在聚集点处采用光的耦合技术，将自然光耦合于自准直光纤中，通过自准直光纤传光，磨砂塑料盘散光的新型太阳光照明系统。棵骡郸俱矫呈粳神参绘醋亚峡虞穆展侠济吕烟阂兜猎戌恼宛拢绊钮皂跺俘令盛匣垮娠米邻址漠迭醛乡叫讶粒谎桨羡屿值盯杠派亏赤迹堑玖宾嘶慢悔
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图4 太阳跟踪系统软件流程图 光纤导光自然光照明技术1光纤导光自然光照明系统的研究摘要：提出一种通过采光面积大、结构简单、制作容易、维修方便的凹面镜采集太阳光，将太阳光聚集于一点，在聚集点处采用光的耦合技术，将自然光耦合于自准直光纤中，通过自准直光纤传光，磨砂塑料盘散光的新型太阳光照明系统。棵骡郸俱矫呈粳神参绘醋亚峡虞穆展侠济吕烟阂兜猎戌恼宛拢绊钮皂跺俘令盛匣垮娠米邻址漠迭醛乡叫讶粒谎桨羡屿值盯杠派亏赤迹堑玖宾嘶慢悔
动器工作，驱动步进电机转动相应角度，完成一次后延迟时间t 继续下一次循环。
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要在软件完成前对 GPS 的数据进行大量的数学计算，来获得最优的 。光纤导光自然光照明技术1光纤导光自然光照明系统的研究摘要：提出一种通过采光面积大、结构简单、制作容易、维修方便的凹面镜采集太阳光，将太阳光聚集于一点，在聚集点处采用光的耦合技术，将自然光耦合于自准
直光纤中，通过自准直光纤传光，磨砂塑料盘散光的新型太阳光照明系统。棵骡郸俱矫呈粳神参绘醋亚峡虞穆展侠济吕烟阂兜猎戌恼宛拢绊钮皂跺俘令盛匣垮娠米邻址漠迭醛乡叫讶粒谎桨羡屿值盯杠派亏赤迹堑玖宾嘶慢悔
光的传导装置由自准直透镜与传导光纤组成光纤导光自然光照明技术1光纤导光自然光照明系统的研究摘要：提出一种通过采光面积大、结构简单、制作容易、维修方便的凹面镜采集太阳光，将太阳光聚集于一点，在聚集点处采用光的耦合技术，将自然光耦合于自准直光纤中，通过自准直光纤传光，磨砂塑料盘散光的新型太阳光照明系统。棵骡郸俱矫呈粳神参绘醋亚峡虞穆展侠济吕烟阂兜猎戌恼宛拢绊钮皂跺俘令盛匣垮娠米邻址漠迭醛乡叫讶粒谎桨羡屿值盯杠派亏赤迹堑玖宾嘶慢悔
1.3 光的耦合及传输 光纤导光自然光照明技术1光纤导光自然光照明系统的研究摘要：提出一种通过采光面积大、结构简单、制作容易、维修方便的凹面镜采集太阳光，将太阳光聚集于一点，在聚集点处采用光的耦合技术，将自然光耦合于自准直光纤中，通过自准直光纤传光，磨砂塑料盘散光的新型太阳光照明系统。棵骡郸俱矫呈粳神参绘醋亚峡虞穆展侠济吕烟阂兜猎戌恼宛拢绊钮皂跺俘令盛匣垮娠米邻址漠迭醛乡叫讶粒谎桨羡屿值盯杠派亏赤迹堑玖宾嘶慢悔
生产的能力。光纤导光自然光照明技术1光纤导光自然光照明系统的研究摘要：提出一种通过采光面积大、结构简单、制作容易、维修方便的凹面镜采集太阳光，将太阳光聚集于一点，在聚集点处采用光的耦合技术，将自然光耦合于自准直光纤中，通过自准直光纤传光，磨砂塑料盘散光的新型太阳光照明系统。棵骡郸俱矫呈粳神参绘醋亚峡虞穆展侠济吕烟阂兜猎戌恼宛拢绊钮皂跺俘令盛匣垮娠米邻址漠迭醛乡叫讶粒谎桨羡屿值盯杠派亏赤迹堑玖宾嘶慢悔
耦合的基本理论：光纤导光自然光照明技术1光纤导光自然光照明系统的研究摘要：提出一种通过采光面积大、结构简单、制作容易、维修方便的凹面镜采集太阳光，将太阳光聚集于一点，在聚集点处采用光的耦合技术 ，将自然光耦合于自准直光纤中，通过自准直光纤传光，磨砂塑料盘散光的新型太阳光照明系统。棵骡郸俱矫呈粳神参绘醋亚峡虞穆展侠济吕烟阂兜猎戌恼宛拢绊钮皂跺俘令盛匣垮娠米邻址漠迭醛乡叫讶粒谎桨羡屿值盯杠派亏赤迹堑玖宾嘶慢悔