[发明专利]光导管均化器

说明书

背景技术

可见光穿过建筑物的长距离传输可使用大的反射镜衬里的导管或者使用利用了全内反射的较小实心纤维。反射镜衬里的导管包括如下优点：横截面积大且数值孔径大(允许较大的通量，而聚集较少)，传播介质(即，空气)稳固且透光从而使得衰减较低且寿命较长，并且所传输的每单位光通量的重量可能较低。

发明内容

本公开整体涉及光导管光均化器，该光导管光均化器能够在导管的横截面积增加时使在所述光导管内传播的光的横截面光通量均匀化。具体地讲，在一个方面，本发明提供一种光导管均化器，该光导管均化器包括入口光导管，该入口光导管具有第一表面和相对的第二表面，相对的第二表面设置在距离所述第一表面入口光导管高度处；和出口光导管，该出口光导管与第一表面邻接并具有相对的第三表面，所述相对的第三表面距离第一表面设置在出口光导管高度处，出口光导管高度大于所述入口光导管高度。光导管均化器还包括第一光转向器，该第一光转向器在第二表面和第三表面之间形成45度角；和第二光转向器，该第二光转向器设置成平行于第一光转向器，第二光转向器接触第一表面并被定位成使得从所述入口光导管向所述出口光导管传播的光束的从第二光转向器反射的部分也从第一光转向器反射。在另一方面，本发明提供一种包括光导管均化器的光分配系统。

在另一方面中，本发明提供一种光分配系统，该光分配系统包括入口光导管，该入口光导管具有第一表面和垂直于第一表面的入口光导管高度，入口光导管能够沿与第一表面平行的第一传播方向传输输入光束。光分配系统还包括光提取器，该光提取器设置在所述入口光导管中，光提取器包括第二表面和反射性提取器表面，第二表面在距离第一表面提取器导管高度处设置成平行于第一传播方向，反射性提取器表面设置成将入射光作为所提取光束引导至提取器导管中。光分配系统还包括出口光导管，该出口光导管与第一表面邻接并具有相对的第三表面，第三表面距离所述第一表面设置在出口光导管高度处，出口光导管高度大于提取器导管高度，出口光导管能够沿与第一表面平行的第一传播方向传输输出光束。光分配系统还包括第一光转向器，该第一光转向器在第二表面和第三表面之间形成45的角度；和第二光转向器，该第二光转向器设置成平行于第一光转向器，第二光转向器接触第一表面并被定位成使得从入口光导管向出口光导管传播的输入光束的一部分从第二光转向器反射，并且也从第一光转向器反射。

上述发明内容并非意图描述本发明的每个所公开实施例或每种实施方案。以下附图和具体实施方式更具体地举例说明了示例性实施例。

附图说明

在本说明书通篇中将参考附图，在附图中，类似的参考标号表示类似的元件，并且其中：

图1A显示光导管的横截面示意图；

图1B显示光导管均化器的横截面示意图；

图1C至图1E显示光导管均化器内的代表性光线；

图2显示光导管均化器和提取器的横截面示意图；

图3A是显示光导管中的空间光分配的例子的曲线图；

图3B是显示图3A所示所选择的最佳参数的曲线图；和

图3C是显示最佳均化器填充比率相对于转向器填充比率的曲线图。

附图未必按比例绘制。附图中使用的类似标号是指类似组件。然而，应当理解，使用标号来指代给定附图中的部件并非意图限制在另一附图中以相同标号标记的部件。

具体实施方式

本公开提供一种用于在反射镜衬里的光导管中特别是诸如在具有沿光传播方向增加的横截面导管面积的光导管中使光均匀化的新型构造。本公开另外提供一种用于在导管中的光的一部分已被从导管中提取和/或转向至侧面导管之后使光均匀化的装置。在一个具体实施例中，均化器包括两个直角等腰(与所述直角相对的两个角为45度)反射棱镜，该反射棱镜相对于来自转向器(或提取器)反射棱镜的光束传播方向放置在下游。双面反射棱镜系统使光线的通过转向器的一部分的方位角旋转180度，并保持相对于导管轴线的极角。由于旋转光和非旋转光，角度的非均匀性在光通过转向器时得到改善。

在一个具体实施例中，本公开论述了在导管的横截面积已在传播方向上增大的区域中在光导管中的光分配均匀性。如本文所公开的，光导管均化器可减小针对光在整个导管上重新进行均匀分配所需的距离。