專利名稱：光學玻璃熱壓成型非球面聚光元件的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種聚光元件，特別是一種光學玻璃熱壓成型非球面聚光 元件，可應用于太陽能照明、發(fā)電、光伏系統(tǒng)，并可擴展到各領域的紅外光電 接收系統(tǒng)及新型半導體照明光源應用系統(tǒng)。
背景技術：
為了增大光學系統(tǒng)的相對孔徑、擴大視場，改善光照度均勻性、簡化結構、 提高系統(tǒng)的性能，在很多光學系統(tǒng)中都加入了非球面的光學零件。例如為了高 效率利用太陽能，可采用非球面組成的卡塞格林系統(tǒng)，附加高精度的跟蹤系統(tǒng)， 構成太陽能聚光器，但由于非球面光學零件加工工藝復雜，需要采用一系列工 序，毛坯加工，粗加工，粗磨，精磨、拋光；定中、磨邊、膠合等。致使加工 誤差較高，制造困難、調(diào)試麻煩，費用高，太陽能聚光比低。發(fā)明內(nèi)容本實用新型要解決的技術問題是針對上述存在的問題提供一種結構設計 新穎、成本低、定位精度高的光學玻璃熱壓成型非球面聚光元件，以達到省工 省料，減輕勞動強度，簡化加工工藝，提高對中精度的目的，從而提高太陽能 的聚光比、利用率和產(chǎn)品的性價比。本實用新型所采用的技術方案是光學玻璃熱壓成型非球面聚光元件，其 特征在于它由依次連接在一起的非球面透鏡、平行平板、固定平板和導光四 方棱鏡一次熱壓成型。所述非球面透鏡的設計公式為Z =-p== + a,2 + fl2/ + fl3/ + a4r8 + a,0 + A式中z為矢高，r2=x2 + y2以上方程式右邊第一項相當于一個球面方程，稱 為非球面的基準球面，c為基準球面的曲率，ah a2， a3, &4，35為非球面系數(shù)，A表示第七項后的非球面高次項(通?？珊雎?。所述非球面透鏡表面鍍有一層可透射紅外波段、反射近紅外和可見光波段 太陽光的膜。所述平行平板呈圓形，其上對稱的開有兩個長槽。所述固定平板呈正方形。所述導光棱鏡為四棱鏡。本實用新型的有益效果是本實用新型采用熱壓成型加工不僅省工省料， 減輕了勞動強度，簡化了加工工藝，不需要對非球面進行粗磨、精磨、拋光等 多道工序，將多個光學元件一次模壓成型，省去了定中、膠合等多道工序，不 用裝配調(diào)校，提高了對中精度，從而提高了太陽能的聚光比、利用率和產(chǎn)品的 性價比；圓形平行平板上對稱的開有兩個長槽，該器件可以將整束光的邊緣口 徑分成四束光，形成四光點，用以控制光能聚焦面以及探測器元件與光軸的同 心度，使聚光元件能夠很好的居中。


圖l是本實用新型的主視圖。 圖2是圖1的右視圖。 圖3是圖1的俯視圖。 圖4是本實用新型的光路圖。圖5是本實用新型應用于卡塞格林系統(tǒng)中的示意圖。
具體實施方式
如圖l、 2、 3、 4所示，本實施例由依次連接在一起的非球面透鏡l、圓形 平行平板2、矩形固定平板3和導光四方錐棱鏡4 一次熱壓成型，所述非球面 透鏡l的設計公式為Z = ^, c一 +a,2+a,4+a,6+"4/+a,10+A ，其中，z為矢高，r2=x2 + y2以上方程式右邊第一項相當于一個球面方程，稱為非 球面的基準球面，c為基準球面的曲率，ah a2， a3， a4，a5為非球面系數(shù)，A表示 第七項后的非球面高次項(通?？珊雎?。在該透鏡外表面鍍有紅外增透膜和
紅外可見光反射膜，使其可以透射紅外波段的太陽光，而反射近紅外和可見光波段的太陽光；圓形平行平板2上對稱的開有兩個長槽2-l，該器件可以將整束 光的邊緣口徑分成四束光，形成四光點，用以控制光能聚焦面以及探測器元件 與光軸的同心度，使聚光元件能夠很好的居中。如圖5所示的卡塞格林系統(tǒng)，具有拋物面主鏡5、棱鏡6和副鏡7，副鏡7 采用本實用新型的光學玻璃熱壓成型非球面聚光元件，在系統(tǒng)的F、 F'上分別 設置紅外光電接收器和近紅外可見光電接收器，擴大了接收太陽光譜段的范圍。 太陽光入射在拋物面主鏡5后，經(jīng)反射投射到副鏡7上，將部分近紅外和可見 光反射進入棱鏡6后進入近紅外和可見光電接收器F'，紅外光波段通過平行平 板2、固定平板3、導光棱鏡4進入紅外光電接收器F。
權利要求1、 一種光學玻璃熱壓成型非球面聚光元件，其特征在于它由依次連接在一起的非球面透鏡(1)、平行平板(2)、固定平板(3)和導光四方錐棱鏡(4)一次熱壓成型。
2、 根據(jù)權利要求1所述的光學玻璃熱壓成型非球面聚光元件，其特征在于所述非球面透鏡(1)的設計公式為<formula>formula see original document page 2</formula>
3、 根據(jù)權利要求1所述的光學玻璃熱壓成型非球面聚光元件，其特征在于: 所述非球面透鏡(1)表面鍍有一層可透射紅外波段、反射近紅外和可見光波段 太陽光的膜。
4、 根據(jù)權利要求1或2所述的光學玻璃熱壓成型非球面聚光元件，其特征 在于所述平行平板(2)呈圓形，其上對稱的開有兩個長槽(2-1)。
5、 根據(jù)權利要求1或2所述的光學玻璃熱壓成型非球面聚光元件，其特征 在于所述固定平板(3)呈正方形。
6、 根據(jù)權利要求1或2所述的光學玻璃熱壓成型非球面聚光元件，其特征 在于所述導光棱鏡(4)為四方錐棱鏡。專利摘要本實用新型涉及一種光學玻璃熱壓成型非球面聚光元件。本實用新型所要解決的技術問題是提供一種結構設計新穎、成本低、定位精度高的光學玻璃熱壓成型非球面聚光元件，以達到省工省料，減輕勞動強度，簡化加工工藝，提高對中精度的目的，從而提高太陽能的聚光比、利用率和產(chǎn)品的性價比。解決該問題的技術方案是光學玻璃熱壓成型非球面聚光元件，其特征在于它由依次連接在一起的非球面透鏡、平行平板、固定平板和導光四方錐棱鏡一次熱壓成型。本實用新型可應用于太陽能照明、發(fā)電、光伏系統(tǒng)。
文檔編號G02B19/00GK201037874SQ20072010619
公開日2008年3月19日 申請日期2007年2月1日 優(yōu)先權日2007年2月1日
發(fā)明者姚祖義 申請人:杭州永瑩光電有限公司