專利名稱：光導(dǎo)漏斗體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及光纖應(yīng)用領(lǐng)域的一種光導(dǎo)裝置，具體是一 種光導(dǎo)漏斗體。應(yīng)用該實(shí)用新型具有聚集光能的特點(diǎn)。
二背景技術(shù)：
國(guó)外一種品牌為"西瑪瑞"的陽(yáng)光導(dǎo)入系統(tǒng)，其采光部分
由多枚高性能凸透鏡組成，每枚凸透鏡連接一根光纖，6枚透鏡 即由6根光纖對(duì)應(yīng)組成1東光纜，傳導(dǎo)輸出1東陽(yáng)光。198枚透 鏡的集光機(jī)即需198根光纖，由33根光纜導(dǎo)光。這不僅增加了 光纖成本，而且給安裝使用帶來(lái)了不少麻煩。這種陽(yáng)光導(dǎo)入系 統(tǒng)為什么不將諸多載光光纖匯集后，用-根較小直徑的輸導(dǎo)光 纖來(lái)實(shí)現(xiàn)光輸導(dǎo)呢？原因在于光傳播特性的困惑，現(xiàn)有技術(shù)不 能將諸多載光光纖中傳導(dǎo)的光實(shí)現(xiàn)光能匯聚，用 一根橫截面積 小于各載光光纖橫截面積總和的光導(dǎo)纖維來(lái)輸導(dǎo)光能。設(shè)計(jì)者 不得不采取一枚透鏡連接一根光纖的辦法來(lái)輸導(dǎo)采集的陽(yáng)光。
三、 發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提供一種光導(dǎo)漏斗體，以解決現(xiàn)有技 術(shù)中光纖輸能存在光能匯聚困難的問(wèn)題。
本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采取的技術(shù)方案是光導(dǎo)漏斗體 其特征是形同圓口漏斗狀，由光導(dǎo)材料制成，內(nèi)斗面與外斗 面的剖視邊平行，包括單芯層結(jié)構(gòu)和多芯層結(jié)構(gòu)。
所述的光導(dǎo)漏斗體，其特征是斗面內(nèi)外側(cè)為折射率較小 的包層，中間為折射率較大的芯層構(gòu)成單芯層結(jié)構(gòu)；兩個(gè)或多 個(gè)芯層，按內(nèi)側(cè)折射率低，外側(cè)折射率漸高疊加成多芯層結(jié)構(gòu)。
所述的光導(dǎo)漏斗體，其特征是所述的光導(dǎo)漏斗體輸入端 剖視端面垂直于斗斜邊，輸出端剖視邊與斗斜邊圓弧相切過(guò)渡為圓柱體或管狀體。
本實(shí)用新型利用光導(dǎo)漏斗體上端面截面積較大，接收光能
或集接導(dǎo)入光纖總橫截面積大；下端面截面積較小，輸出光能 或連接導(dǎo)出光纖橫截面積小，具有聚集光能的特點(diǎn)，可使多個(gè) 太陽(yáng)光聚焦器實(shí)現(xiàn)集接，獲得較大的聚光比，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造 成本低，有利于太陽(yáng)能的應(yīng)用與普及。
四以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明


圖1為本實(shí)用新型的剖視結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為
圖1的俯視圖3為本實(shí)用新型多芯層結(jié)構(gòu)的剖視示意圖4為圖3的俯視圖5為實(shí)用新型導(dǎo)光原理示意圖6為實(shí)用新型導(dǎo)光原理示意圖。
圖中標(biāo)記說(shuō)明l上端面；2包層；3芯層「 4下端面；5 導(dǎo)入光纖；6導(dǎo)出光纖；7發(fā)散光軸；8光子(示意)；9中軸。
五具體實(shí)施方式
。
參見(jiàn)
圖1-4,本實(shí)用新型包括單芯層結(jié)構(gòu)和多芯層結(jié)構(gòu)。所 述的光導(dǎo)漏斗體由光導(dǎo)材料制成，形同圓口漏斗狀，芯層3兩 側(cè)由包層2覆蓋，上端面1截面積大，集接光纖5的數(shù)量多； 底端截面積小，可與單根導(dǎo)出光纖6連接。
參見(jiàn)圖5-6，分別表示本實(shí)用新型導(dǎo)光示意圖。光離開(kāi)導(dǎo)入 光纖5末端后，在自然狀況下呈圓錐狀發(fā)散(圖5右上)。將過(guò) 導(dǎo)入光纖5末端的中心軸作為發(fā)散光軸7,在與發(fā)散光軸垂直的 平面，發(fā)散光線的投影即為發(fā)散方向，發(fā)散光與發(fā)散光軸的夾角為發(fā)散光的發(fā)散角。當(dāng)導(dǎo)入光纖5有光導(dǎo)入時(shí)，以x、 V、 y、
y'四個(gè)發(fā)散方向?yàn)槔f(shuō)明光在光導(dǎo)漏斗體中的傳導(dǎo)情況。可
見(jiàn)x、 x'方向發(fā)散的光在芯層3中的反射傳導(dǎo)，光能夠到達(dá)下 端面4。 y、 y方向發(fā)散的光在芯層3中能不能實(shí)現(xiàn)芯層內(nèi)外界 面之間的反射傳導(dǎo)，是產(chǎn)生光損的主要原因。要使y、 y方向的 發(fā)散光受芯層內(nèi)外界面的制約，我們假定光子8為圓球型粒子， 同時(shí)假定光導(dǎo)漏斗體芯層3的厚度也恰好為一個(gè)光子直徑。當(dāng)y、 y'方向發(fā)散的光子入射光導(dǎo)漏斗體芯層3后，由于受芯層內(nèi)外 界面的約東，兩觸點(diǎn)連線平行于上端面1,指向中軸9，光子8 運(yùn)動(dòng)方向與過(guò)兩觸點(diǎn)的直線在同一平面內(nèi)，且過(guò)兩觸點(diǎn)的直線 與斗斜邊垂直。而光子8運(yùn)動(dòng)方向與芯層中線即發(fā)散光軸7也 在一平面，光子8運(yùn)動(dòng)方向與芯層中線(發(fā)散光軸7)的夾角為發(fā) 散角。根據(jù)物體運(yùn)動(dòng)學(xué)特性光子8在運(yùn)中，其運(yùn)動(dòng)方向應(yīng)始 終保持與芯層中線(發(fā)散光軸7)為同一發(fā)散角不變，即物體運(yùn)動(dòng) 方向不變。因此，在漏斗體芯層3中，光子8只能呈弧線繞斗 面到達(dá)底端。根據(jù)光導(dǎo)漏斗體幾何光學(xué)原理，本發(fā)明采用多芯 層結(jié)構(gòu)，能使90%的發(fā)散光最終匯聚至折射率高的外芯層，實(shí) 現(xiàn)外芯層內(nèi)外界面的全反射，到達(dá)光導(dǎo)漏斗體底端，由導(dǎo)出光 纖6輸出。
權(quán)利要求1、光導(dǎo)漏斗體，其特征是形同圓口漏斗狀，由光導(dǎo)材料制成，內(nèi)斗面與外斗面的剖視邊平行，包括單芯層結(jié)構(gòu)和多芯層結(jié)構(gòu)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光導(dǎo)漏斗體，其特征是斗面內(nèi) 外側(cè)為折射率較小的包層，中間為折射率較大的芯層構(gòu)成單芯層 結(jié)構(gòu)；兩個(gè)或多個(gè)芯層，按內(nèi)側(cè)折射率低，外側(cè)折射率漸高疊加 成多芯層結(jié)構(gòu)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光導(dǎo)漏斗體，其特征是所述的 光導(dǎo)漏斗體輸入端剖視端面垂直于斗斜邊，輸出端剖視邊與斗斜邊圓弧相切過(guò)渡為圓柱體或管狀體。
專利摘要一種光導(dǎo)漏斗體，形同圓口漏斗狀，由光導(dǎo)材料制成，內(nèi)斗面與外斗面的剖視邊平行，包括單芯層結(jié)構(gòu)和多芯層結(jié)構(gòu)。本實(shí)用新型利用光導(dǎo)漏斗體上端面截面積較大，接收光能或集接導(dǎo)入光纖總橫截面積大；下端面截面積較小，輸出光能或連接導(dǎo)出光纖橫截面積小，具有聚集光能的特點(diǎn)，可使多個(gè)太陽(yáng)光聚焦器實(shí)現(xiàn)集接，獲得較大的聚光比，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造成本低，有利于太陽(yáng)能的應(yīng)用與普及。
文檔編號(hào)G02B6/122GK201364398SQ200920007320
公開(kāi)日2009年12月16日 申請(qǐng)日期2009年2月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月10日
發(fā)明者鵬 孫, 孫翼虎 申請(qǐng)人:孫 鵬;孫翼虎