專利名稱：太陽能光學(xué)采集裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型是關(guān)于一種光學(xué)系統(tǒng)，特別是指一種太陽能光學(xué)采集裝置。
背景技術(shù)：
時下能源緊缺已成為全球性問題。據(jù)專家估算，以目前能源的使用需要，在地球上現(xiàn)有的能源如煤、天然氣等僅夠50年左右的使用量。開發(fā)使用地球之外能源，如將太陽能有效的利用轉(zhuǎn)化為可支配能源，是現(xiàn)在各行各業(yè)專家正在攻克的難題。
實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種利用光學(xué)系統(tǒng)對太陽能進(jìn)行采集的太陽能光學(xué)采集裝置。
為實現(xiàn)上述目的，本實用新型的解決方案是一種太陽能光學(xué)采集裝置，其是在光路中設(shè)有兩反射面相對的球面反射鏡，兩球面反射鏡上涂覆有反射膜；其中小球面反射鏡位于大球面反射鏡的前方，而在大球面反射鏡中心設(shè)有供小球面反射鏡反射光線通過的通孔，在大球面反射鏡反射面的后方相對通孔的位置設(shè)有光能收集器以構(gòu)成一光學(xué)系統(tǒng)。
在光學(xué)系統(tǒng)最前方光路中設(shè)有一非球面校正透鏡。
所述非球面校正透鏡上涂覆有增透膜。
一種太陽能光學(xué)采集裝置，其是在光路中設(shè)有兩反射面相對的非球面反射鏡，兩非球面反射鏡上涂覆有反射膜；其中小非球面反射鏡位于大非球面反射鏡光路的前方，而在大非球面反射鏡中心設(shè)有供小非球面反射鏡反射光線通過的通孔，在大非球面反射鏡反射面的后方相對通孔的位置設(shè)有光能收集器以構(gòu)成一光學(xué)系統(tǒng)。
在光學(xué)系統(tǒng)最前方光路中設(shè)有一非球面校正透鏡。
所述非球面校正透鏡上涂覆有增透膜。
一種太陽能光學(xué)采集裝置，其是在光路中設(shè)有兩反射面相對的球面和非球面反射鏡，兩球面和非球面反射鏡上涂覆有反射膜；其中小球面或非球面反射鏡位于大非球面或球面反射鏡光路的前方，而在大非球面或球面反射鏡中心設(shè)有供小球面或非球面反射鏡反射光線通過的通孔，在大非球面或球面反射鏡反射面的后方相對通孔的位置設(shè)有光能收集器以構(gòu)成一光學(xué)系統(tǒng)。
在光學(xué)系統(tǒng)最前方光路中設(shè)有一非球面校正透鏡。
所述非球面校正透鏡上涂覆有增透膜。
采用上述方案后，由于本實用新型在太陽光的光路中設(shè)有由雙球面或雙非球面反射鏡及光能收集器組合而成的光學(xué)采集系統(tǒng)，則太陽光光能可以通過雙球面或雙非球面反射鏡將光點有效的集中在光能收集器上實現(xiàn)光能收集的功能，同時在雙球面或雙非球面反射鏡上涂鍍有反射膜，該鍍膜可以將太陽光中有用的部份反射至光能收集器，而無用有害的部分(如紫外線波長400納米以下)全部吸收掉，進(jìn)而將其轉(zhuǎn)化為可利用能源。


圖1是本實用新型實施例1的結(jié)構(gòu)示意圖(光路圖)；圖2是本實用新型實施例1的色差與球差曲線圖；圖3是本實用新型實施例1的點列圖；圖4是本實用新型實施例2的結(jié)構(gòu)示意圖(光路圖)；圖5是本實用新型實施例2的色差與球差曲線圖；圖6是本實用新型實施例2的點列圖；圖7是本實用新型實施例3的結(jié)構(gòu)示意圖(光路圖)；圖8是本實用新型實施例3的色差與球差曲線圖；圖9是本實用新型實施例3的點列圖；圖10是本實用新型實施例4的的結(jié)構(gòu)示意圖(光路圖)；圖11是本實用新型實施例4的色差與球差曲線圖；圖12是本實用新型實施例4的點列圖；圖13是本實用新型實施例5的的結(jié)構(gòu)示意圖(光路圖)；圖14是本實用新型實施例5的色差與球差曲線圖；圖15是本實用新型實施例5的點列圖。
具體實施方式
在陳述具體實施例之前，需要說明光學(xué)設(shè)計中的幾個參數(shù)概念像差指在光學(xué)系統(tǒng)中由透鏡材料的特性或折射(或反射)表面的幾何形狀引起實際像與理想像的偏差。理想像是由理想光學(xué)系統(tǒng)所成的像。實際的光學(xué)系統(tǒng)，須有一定大小的成像空間和光束孔徑，同時還由于成像光束多是由不同波長的光組成的，同一介質(zhì)的折射率隨波長而異。因此實際光學(xué)系統(tǒng)的成像具有一系列的缺陷，這就是像差。像差的大小反映了光學(xué)系統(tǒng)質(zhì)量的優(yōu)劣。
球差由軸上點發(fā)出的同心光束，經(jīng)光學(xué)系統(tǒng)各個折射面折射后，不同孔徑角的光線交光軸于不同點上，相對于理想象點的位置有不同的偏離，這就是球面像差，簡稱球差。其值由軸上點發(fā)出的不同孔徑角的光線經(jīng)系統(tǒng)后的象方截距和其近軸光像方截距之差表示。球差越小，能量的均勻度越好，在一個芯片上，光點均勻地分布其上，有利于能量的收集。
色差光學(xué)系統(tǒng)大多是白光成像。白光是各種不同波長(顏色)的單色光組成的。光學(xué)材料對不同波長的色光折射率不同，白光比光學(xué)系統(tǒng)第一表面折射后，各種色光被分開，在光學(xué)系統(tǒng)內(nèi)以各自的光路傳播，造成各色光之間成像位置和大小的差異，在像面上形成彩色的彌散圓。復(fù)色光成像時，由不同色光而引起的像差稱為色差。色差越小，能量收集越佳。
點列圖光學(xué)設(shè)計必須校正光學(xué)系統(tǒng)的像差，但既不可能無必要把像差校正到完全理想的程度，因此需要選擇像差的最佳校正方案，也需要確定校正到怎樣的程度才能滿足使用要求，即確定像差容限。由一點發(fā)出的許多光線經(jīng)光學(xué)系統(tǒng)后，因像差使其與像面的交點不再集中于同一點，而形成了一個散布在一定范圍的彌散圖形，稱為點列圖。用點列圖中點的密集程度可以衡量系統(tǒng)成像質(zhì)量的優(yōu)劣。點的集中性高、密度高時，聚能效果更好。
實施例1如圖1-3所示，本實用新型的太陽能光學(xué)采集裝置，其主要包括大球面反射鏡1、小球面反射鏡2及光能收集器3，在大球面反射鏡1及小球面反射鏡2上均涂鍍有反射膜，該反射膜可以將太陽光中有用的部份反射至光能收集器3，而無用有害的部分(如紫外線波長400納米以下)全部吸收掉。大、小球面反射鏡1、2是置于太陽光光路中，小球面反射鏡2是置于大球面反射鏡1的前方，而在大球面反射鏡1中心設(shè)有供小球面反射鏡2反射光線通過的通孔11，在大球面反射鏡1反射面的后方相對通孔的位置設(shè)有光能收集器3以構(gòu)成一光學(xué)系統(tǒng)。
如此結(jié)構(gòu)的光學(xué)系統(tǒng)，其形成的色差為-0，而最大球差為-10.83，見圖2所示為色差與球差形成的曲線圖；如圖3所示為此光學(xué)系統(tǒng)形成的點列圖。
實施例2如4-6所示，本實用新型的太陽能光學(xué)采集裝置，其主要包括大非球面反射鏡1’、小球面反射鏡2及光能收集器3，在大非球面反射鏡1’及小球面反射鏡2上均涂鍍有反射膜，該反射膜可以將太陽光中有用的部份反射至光能收集器3，而無用有害的部分(如紫外線波長400納米以下)全部吸收掉。大非球面反射鏡1’、小球面反射鏡2是置于太陽光光路中，小球面反射鏡2是置于大非球面反射鏡1’前方，而在大非球面反射鏡1’中心設(shè)有供小球面反射鏡2反射光線通過的通孔11’，在大非球面反射鏡1’反射面的后方相對通孔11’的位置設(shè)有光能收集器3以構(gòu)成一光學(xué)系統(tǒng)。
如此結(jié)構(gòu)的光學(xué)系統(tǒng)，其形成的色差為-0，而最大球差為-3.10，見圖5所示為色差與球差形成的曲線圖；如圖6所示為此光學(xué)系統(tǒng)形成的點列圖。
實施例3如圖7-9所示，本實用新型的太陽能光學(xué)采集裝置，其主要包括大球面反射鏡1、小球面反射鏡2、光能收集器3及非球面校正透鏡4，在大球面反射鏡1及小球面反射鏡2上均涂鍍有反射膜，該反射膜可以將太陽光中有用的部份反射至光能收集器3。大小球面反射鏡1、2是置于太陽光光路中，小球面反射鏡2是置于大球面反射鏡1前方，而在大球面反射鏡1中心設(shè)有供小球面反射鏡2反射光線通過的通孔11，在大球面反射鏡1反射面的后方相對通孔的位置設(shè)有光能收集器3以構(gòu)成一光學(xué)系統(tǒng)。在光學(xué)系統(tǒng)最前方光路中設(shè)有一非球面校正透鏡4，非球面校正透鏡4上涂覆有增透膜。
如此結(jié)構(gòu)的光學(xué)系統(tǒng)，其形成的色差為-0.18，而最大球差為-0.52，見圖8所示為色差與球差形成的曲線圖；如圖9所示為此光學(xué)系統(tǒng)形成的點列圖。
實施例4如圖10-12所示，本實用新型的太陽能光學(xué)采集裝置，其主要包括大非球面反射鏡1’、小球面反射鏡2、光能收集器3及非球面校正透鏡4，在大非球面反射鏡1’及小球面反射鏡2上均涂鍍有反射膜。大非球面反射鏡1’及小球面反射鏡2是置于太陽光光路中，小球面反射鏡2是置于大非球面反射鏡1’前方，而在大非球面反射鏡1’中心設(shè)有供小球面反射鏡2反射光線通過的通孔11’，在大非球面反射鏡1’反射面的后方相對通孔11’的位置設(shè)有光能收集器3以構(gòu)成一光學(xué)系統(tǒng)。在光學(xué)系統(tǒng)最前方光路中設(shè)有一非球面校正透鏡4，非球面校正透鏡4上涂覆有增透膜。
如此結(jié)構(gòu)的光學(xué)系統(tǒng)，其形成的色差為-0.22，而最大球差為-0.038，見圖11所示為色差與球差形成的曲線圖；如圖12所示為此光學(xué)系統(tǒng)形成的點列圖。
實施例5如圖13-15所示，本實用新型的太陽能光學(xué)采集裝置，其主要包括大非球面反射鏡1’、小非球面反射鏡2’、光能收集器3及非球面校正透鏡4，在大非球面反射鏡1’及小非球面反射鏡2’上均涂鍍有反射膜。大小非球面反射鏡1’、2’是置于太陽光光路中，小非球面反射鏡2’是置于大非球面反射鏡1’前方，而在大非球面反射鏡1’中心設(shè)有供小非球面反射鏡2’反射光線通過的通孔11’，在大非球面反射鏡1’反射面的后方相對通孔11’的位置設(shè)有光能收集器3以構(gòu)成一光學(xué)系統(tǒng)。另在光學(xué)系統(tǒng)最前方光路中設(shè)有一非球面校正透鏡4，非球面校正透鏡4上涂覆有增透膜。
如此結(jié)構(gòu)的光學(xué)系統(tǒng)，其形成的色差為-0.12，而最大球差為-0.029，見圖14所示為色差與球差形成的曲線圖；如圖15所示為此光學(xué)系統(tǒng)形成的點列圖。
權(quán)利要求1.一種太陽能光學(xué)采集裝置，其特征在于是在光路中設(shè)有兩反射面相對的球面反射鏡，兩球面反射鏡上涂覆有反射膜；其中小球面反射鏡位于大球面反射鏡光路的前方，而在大球面反射鏡中心設(shè)有供小球面反射鏡反射光線通過的通孔，在大球面反射鏡反射面的后方相對通孔的位置設(shè)有光能收集器以構(gòu)成一光學(xué)系統(tǒng)。
2.如權(quán)利要求1所述的太陽能光學(xué)采集裝置，其特征在于在光學(xué)系統(tǒng)最前方光路中設(shè)有一非球面校正透鏡。
3.如權(quán)利要求2所述的太陽能光學(xué)采集裝置，其特征在于非球面校正透鏡上涂覆有增透膜。
4.一種太陽能光學(xué)采集裝置，其特征在于是在光路中設(shè)有兩反射面相對的非球面反射鏡，兩非球面反射鏡上涂覆有反射膜；其中小非球面反射鏡位于大非球面反射鏡光路的前方，而在大非球面反射鏡中心設(shè)有供小非球面反射鏡反射光線通過的通孔，在大非球面反射鏡反射面的后方相對通孔的位置設(shè)有光能收集器。
5.如權(quán)利要求4所述的太陽能光學(xué)采集裝置，其特征在于在光學(xué)系統(tǒng)最前方光路中設(shè)有一非球面校正透鏡。
6.如權(quán)利要求5所述的太陽能光學(xué)采集裝置，其特征在于非球面校正透鏡上涂覆有增透膜。
7.一種太陽能光學(xué)采集裝置，其是在光路中設(shè)有兩反射面相對的球面和非球面反射鏡，兩球面和非球面反射鏡上涂覆有反射膜；其中小球面或非球面反射鏡位于大非球面或球面反射鏡光路的前方，而在大非球面或球面反射鏡中心設(shè)有供小球面或非球面反射鏡反射光線通過的通孔，在大非球面或球面反射鏡反射面的后方相對通孔的位置設(shè)有光能收集器。
8.如權(quán)利要求7所述的太陽能光學(xué)采集裝置，其特征在于在光學(xué)系統(tǒng)最前方光路中設(shè)有一非球面校正透鏡。
9.如權(quán)利要求8所述的太陽能光學(xué)采集裝置，其特征在于非球面校正透鏡上涂覆有增透膜。
專利摘要一種太陽能光學(xué)采集裝置，其是在光路中設(shè)有兩反射面相對的球面或非球面反射鏡，兩球面或非球面反射鏡上涂覆有反射膜；其中小球面或非球面反射鏡位于大球面或非球面反射鏡光路的前方，而在大球面或非球面反射鏡中心設(shè)有供小球面或非球面反射鏡反射光線通過的通孔，在大球面或非球面反射鏡反射面的后方相對通孔的位置設(shè)有光能收集器。由于在太陽光的光路中設(shè)有由球面或非球面反射鏡通配合光能收集器組合而成的光學(xué)采集系統(tǒng)，太陽光光能可以通過球面或非球面反射鏡將光點有效的集中在光能收集器上實現(xiàn)光能收集的功能，同時在球面或非球面反射鏡上涂鍍有反射膜，該鍍膜可以將太陽光中有用的部份反射至光能收集器，而無用有害的部分(如紫外線波長400納米以下)全部吸收掉，進(jìn)而將其轉(zhuǎn)化為可利用能源。
文檔編號F24J2/13GK2869692SQ20062005353
公開日2007年2月14日 申請日期2006年1月6日 優(yōu)先權(quán)日2006年1月6日
發(fā)明者張鴻澄, 陳天慶, 陳天恕, 王水菊 申請人:玉晶光電(廈門)有限公司