光纤太阳光照明系统中聚光装置的设计.docxVIP

光纤太阳光照明系统中聚光装置的设计高伟霞, 光纤太阳光照明系统中聚光装置的设计 高伟霞, 孙长伟, 常晶晶, 于荣金 (燕山大学 信息科学与工程学院, 河北 秦皇岛 066004) 摘 要: 将太阳光经传能光纤传输到室内进行照明是太阳能利用的新发展, 而将太阳光耦合到 传能光纤中是这项技术的一个难点。 在分析塑料光纤的特点和各种聚光技术的基础上, 提出一种 把太阳光耦合进传能光纤中进行传输的聚光装置。根据非球面透镜垂轴球差小的特点把太阳光会 聚到很小的光点, 再利用长度约为 1?4 节距的自聚焦透镜改变光线的数值孔径使其满足光纤的数 值孔径, 通过一个计算公式来计算最佳的自聚焦透镜长度, 实现非球面透镜和自聚焦透镜的最佳 组合, 把太阳光以较高的耦合效率耦合进塑料光纤。 最后在理论上验证了此装置的可行性。 关键词: 太阳光照明; 非球面透镜; 自聚焦透镜 中图分类号: TN 818 文献标志码: A D e s ign of f iber l igh t- f ocus in g dev ice f or sun l igh t GA O W e i2x ia, SU N C h an g2w e i, CHA N G J in g 2jin g, illum ina t ion sy stem YU R o n g 2jin (Co llege o f Info rm a t io n Sc ience and E ng inee r ing, Yan sh an U nve r sity, Q inh uangdao 066004, C h ina) A bstra c t: U sin g su n ligh t t ran sfe r red th ro u gh an en e rgy2t ran sfe r f ib e r fo r in doo r illum in a t io n is a n ew deve lopm en t o f so la r en e rgy u t iliza t io n , b u t th e re is a tech n ica l p ro b lem to co up le th e su n ligh t in to a f ib e r. A ligh t2fo cu sin g dev ice w h ich co u ld co up le th e su n ligh t in to a en e rgy2 t ran sfe r f ib e r w a s p u t fo rw a rd b a sed o n th e stu dy o f p la st ic f ib e r ch a rac te r ist ic s an d va r io u s ligh t2fo cu sin g tech no lo gy. B a sed o n th e t ra it s o f th e a sp h e r ica l len s, th e su n ligh t w a s fo cu sed o n a ve ry sm a ll spo t, an d th en it w a s t ran sfe r red in to a p la st ic f ib e r b y an a sp h e r ica l len s an d a se lfo c len s. A fo rm u la fo r ca lcu la t in g th e op t im a l len g th o f se lfo c len s is p re sen ted. T h e op t im a l a ssem b ly o f th e a sp h e r ica l len s an d se lfo c len s w a s im p lem en ted b y th e a id o f th is fo rm u la. T h e refo re, su n ligh t is co up led in to a p la st ic f ib e r eff ic ien t ly. T h e fea sib ility o f th is dev ice is p ro ved th eo re t ica lly. Key word s: su n ligh t illum in a t io n; a sp h e r ica l len s