專利名稱：太陽能光學(xué)采集結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)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)采集結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
時(shí)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(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種利用光學(xué)系統(tǒng)對(duì)太陽能進(jìn)行采集的太陽能光學(xué)采集結(jié)構(gòu)。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的解決方案是一種太陽能光學(xué)采集結(jié)構(gòu)，其是在光路中設(shè)有一球面反射鏡，球面反射鏡上涂覆有反射膜；另在球面反射鏡前方設(shè)有一光能收集器構(gòu)成一光學(xué)系統(tǒng)。
在光學(xué)系統(tǒng)最前方進(jìn)一步設(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)采集結(jié)構(gòu)，其是在光路中設(shè)有一非球面反射鏡，非球面反射鏡上涂覆有反射膜；另在非球面反射鏡前設(shè)有一光能收集器構(gòu)成一光學(xué)系統(tǒng)。
在光學(xué)系統(tǒng)最前方進(jìn)一步設(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(shí)用新型在太陽光的光路中設(shè)有由球面或非球面反射鏡配合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球面或非球面反射鏡將光點(diǎn)有效的集中在光能收集器上實(shí)現(xiàn)光能收集的功能，同時(shí)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(zhǎng)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(shí)用新型實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖(光路圖)；圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例1的色差與球差曲線圖；圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例1的點(diǎn)列圖；圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖(光路圖)；圖5是本實(shí)用新型實(shí)施例2的色差與球差曲線圖；圖6是本實(shí)用新型實(shí)施例2的點(diǎn)列圖；圖7是本實(shí)用新型實(shí)施例3的結(jié)構(gòu)示意圖(光路圖)；圖8是本實(shí)用新型實(shí)施例3的色差與球差曲線圖；圖9是本實(shí)用新型實(shí)施例3的點(diǎn)列圖。
具體實(shí)施方式
在陳述具體實(shí)施例之前，需要說明光學(xué)設(shè)計(jì)中的幾個(gè)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(shí)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(shí)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(shí)還由于成像光束多是由不同波長(zhǎng)的光組成的，同一介質(zhì)的折射率隨波長(zhǎng)而異。因此實(shí)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(diǎn)發(fā)出的同心光束，經(jīng)光學(xué)系統(tǒng)各個(gè)折射面折射后，不同孔徑角的光線交光軸于不同點(diǎn)上，相對(duì)于理想象點(diǎn)的位置有不同的偏離，這就是球面像差，簡(jiǎn)稱球差。其值由軸上點(diǎn)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(gè)芯片上，光點(diǎn)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(zhǎng)(顏色)的單色光組成的。光學(xué)材料對(duì)不同波長(zhǎng)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(shí)，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(diǎn)列圖光學(xué)設(shè)計(jì)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(diǎn)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(diǎn)不再集中于同一點(diǎn)，而形成了一個(gè)散布在一定范圍的彌散圖形，稱為點(diǎn)列圖。用點(diǎn)列圖中點(diǎn)的密集程度可以衡量系統(tǒng)成像質(zhì)量的優(yōu)劣。點(diǎn)的集中性高、密度高時(shí)，聚能效果更好。
實(shí)施例1如圖1-3所示，本實(shí)用新型的太陽能光學(xué)采集結(jié)構(gòu)，其主要包括球面反射鏡1(或非球面反射鏡1’)及光能收集器2，在球面反射鏡1(或非球面反射鏡1’)上涂鍍有反射膜，該膜可以將太陽光中有用的部份反射至光能收集器2，而無用有害的部分(如紫外線波長(zhǎng)400納米以下)全部吸收掉。球面反射鏡1(或非球面反射鏡1’)是置于太陽光光路中，而光能收集器2是置于球面反射鏡1(或非球面反射鏡1’)的前方的光軸上以構(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2.46，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(diǎn)列圖。
實(shí)施例2如4-6所示，太陽能光學(xué)采集結(jié)構(gòu)，其主要包括球面反射鏡1、光能收集器2及非球面校正透鏡3，在球面反射鏡1上涂鍍有反射膜，球面反射鏡1是置于太陽光光路中，而光能收集器2是置于球面反射鏡1的前方的光軸上以構(gòu)成一光學(xué)系統(tǒng)，在光學(xué)系統(tǒng)最前方再加設(shè)有非球面校正透鏡3，非球面校正透鏡3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0.023，而最大球差為1，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(diǎn)列圖。
實(shí)施例3如圖7-9所示，太陽能光學(xué)采集結(jié)構(gòu)，其主要包括非球面反射鏡1’、光能收集器2及非球面校正透鏡3，在非球面反射鏡1’上涂鍍有反射膜，非球面反射鏡1’是置于太陽光光路中，而光能收集器2是置于非球面反射鏡1’的前方的光軸上以構(gòu)成一光學(xué)系統(tǒng)，在光學(xué)系統(tǒng)最前方再加設(shè)有非球面校正透鏡3，非球面校正透鏡3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-0.048，而最大球差為0.026，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(diǎn)列圖。
權(quán)利要求1.一種太陽能光學(xué)采集結(jié)構(gòu)，其特征在于是在光路中設(shè)有一球面反射鏡，球面反射鏡上涂覆有反射膜；另在球面反射鏡前方設(shè)有一光能收集器以構(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)采集結(jié)構(gòu)，其特征在于在光學(xué)系統(tǒng)最前方進(jìn)一步設(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)采集結(jié)構(gòu)，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)采集結(jié)構(gòu)，其特征在于是在光路中設(shè)有一非球面反射鏡，非球面反射鏡上涂覆有反射膜；另在非球面反射鏡前設(shè)有一光能收集器以構(gòu)成一光學(xué)系統(tǒng)。
5.如權(quán)利要求4所述的太陽能光學(xué)采集結(jié)構(gòu)，其特征在于在光學(xué)系統(tǒng)最前方進(jìn)一步設(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)采集結(jié)構(gòu)，其特征在于非球面校正透鏡上涂覆有增透膜。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種太陽能光學(xué)采集結(jié)構(gòu)，其是在光路中設(shè)有一球面或非球面反射鏡，球面或非球面反射鏡上涂覆有反射膜；另在球面或非球面反射鏡前方設(shè)有一光能收集器。由于在太陽光的光路中設(shè)有由球面或非球面反射鏡配合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球面或非球面反射鏡將光點(diǎn)有效的集中在光能收集器上實(shí)現(xiàn)光能收集的功能，同時(shí)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(zhǎng)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(hào)F24J2/13GK2874355SQ20062005353
公開日2007年2月28日 申請(qǐng)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(qǐng)人:玉晶光電(廈門)有限公司