光纤传输照明系统由于安装灵活,实现光电分离,且有益人体健康,在建筑节能领域得到越来越广泛的关注。光纤传输照明技术是一种新兴的室内照明技术,它可以将室外的太阳光引入室内任何需要照明的地方,这是因为传输太阳光的光纤具有柔韧性。聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)光纤属于塑料光纤的一种,它灵活柔韧,成本低,传输效率高,是所有光纤中性价比最高的,因此在照明领域中的应用也最为广泛。但由于塑料光纤熔点低,最高只能承受70℃的温度,在聚光过程中常常因为聚焦光斑能流密度太高而熔毁,所以热控措施至关重要,尤其像本文这种基于大型菲涅尔透镜的光纤照明系统,但目前国内外这方面的研究还比较匮乏。本文为解决这一问题,通过三个手段来实现:红外截止滤光片作为热镜,匀光腔和光纤端面抛光,用来控制直径为1米的菲涅尔透镜聚光所造成的热负荷。实验结果显示,热镜可以有效反射波长740nm～1100nm的红外光部分,同时高保真地透过波长为400nm～700nm的可见光部分。还设计了一个可通过多次反射来使聚焦光斑能流密度分布均匀的匀光镜腔,通过Monte Carlo光线追踪法计算出匀光腔可以消除能量峰值最终使能流密度值保持在1500suns内。显微镜观察实验表明精细打磨抛光的光纤端面可以有效地去除PMMA端面的灰尘,从而避免热斑效应保护光纤。同时,本文还对实验过程中常见的可能影响光纤效率的几种因素进行了分析并得出结论。通过长时间的采光照明实验证明了基于直径为1米的菲涅尔透镜光纤传输照明系统及热控措施的可行性,实验地点面积为32 m2,并为该空间提供了平均360lux的照度。在该条件下,该设备的照明效率在11%～13%之间。研究表明,只要热负荷控制措施良好,采用大型菲涅尔透镜来获得巨大的光通量来提高光纤传输照明系统的性价比是可行的。