[发明专利]球形梯度折射率（GRIN）透镜及其在太阳能聚光中的使用

权利要求书

1.一种球形梯度折射率（GRIN）透镜，具有半径和径向对称的折射率分布n(r)，其中r是透镜内的径向位置并且0≤r≤1，其中n(r)满足如下：存在r_a和r_b，0<r_a<r_b<1，使得n(0)＞n(r_a)，n(r_b)＞n(r_a)，且n(r_b)>n(1)。

2.权利要求1所述的球形GRIN透镜，其中，进一步地，n(0)＞n(r_b)。

3.权利要求1所述的球形GRIN透镜，其中，进一步地，n(0)<n(r_b)。

4.前述权利要求中的任何一项所述的球形GRIN透镜，其中，进一步地，对于0≤r≤C₁，n(r)基本上恒定不变，其中C₁是从大约0.05到大约0.95的实数。

5.前述权利要求中的任何一项所述的球形GRIN透镜，其中，进一步地，存在r_c，其中r_b<r_c<1，使得在r_c≤r≤1范围内的n(r)基本上恒定不变。

6.一种球形梯度折射率（GRIN）透镜，具有半径和径向对称的折射率分布n(r)，其中r是透镜内的径向位置并且0≤r≤1，其中n(r)在0≤r≤C₂范围中基本上恒定不变，其中C₂是从大约0.05到大约0.9的实数。

7.权利要求6所述的球形GRIN透镜，其中C₂从大约0.1到大约0.6。

8.权利要求6所述的球形GRIN透镜，其中，进一步地，存在r_d，C₂<r_d<1，使得n(r_d)>n(C₂)。

9.权利要求8所述的球形GRIN透镜，其中，进一步地，n(r_d)＞n(1)。

10.前述权利要求中的任何一项所述的球形GRIN透镜，其中，进一步地，n(1)>1。

11.前述权利要求中的任何一项所述的球形GRIN透镜，其中，进一步地，n(r)具有最大值n_max和最小值n_min，并且其中n_max-n_min≤0.3。

12.权利要求11所述的球形GRIN透镜，其中n_max-n_min≤0.13。

13.权利要求11所述的球形GRIN透镜，其中n_max在从大约1.4到大约2的范围中。

14.前述权利要求中的任何一项所述的球形GRIN透镜，其中，在0≤r≤1的范围内的全部n(r)都是从包括透镜的孔径、透镜的期望焦距和n(1)的给定的一组输入参数数学推导出来的，使得该球形GRIN透镜整体上产生名义上理想的成像。

15.权利要求1-13中的任何一项所述的球形GRIN透镜，其中，n(r)至少包括依赖于r的两个部分：

（1）r_A≤r≤r_B的用户规定的部分，其中r_A和r_B∈(0,1)；

（2）0<r<r_A且r_B<r<1的部分，其中，n(r)是从包括透镜的孔径和透镜的期望焦距的一组输入参数数学推导出来的，使得该球形GRIN透镜整体上产生名义上理想的成像。

16.权利要求15所述的球形GRIN透镜，其中用户规定的部分在r_A≤r≤r_B内是常量。