[发明专利]非成像双曲面聚光透镜

说明书

技术领域

本发明属于聚光透镜技术领域，具体涉及到采用双曲面反射聚光的透镜。

背景技术

光能量的聚集是光学及其应用技术领域的基本问题之一，聚光透镜是激光加工、光学通信、太阳能利用等领域的基本元件，已有的球面聚光透镜和菲涅尔聚光透镜以其不同的使用特性获得了广泛应用。上世纪60年代发明的自聚焦棒式透镜，由于其独特的光学特性以及可与半导体激光器和光导纤维完美结合的特点，在光纤通信、光纤传感、光学仪器、医疗仪器等光信息的传输与检测方面获得了广泛应用。但上述透镜由于其结构特征、制作工艺、制造成本以及应用特性等方面所限，在应用上仍存在一定的局限性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种制造工艺简单、生产成本低、聚光效果好的非成像双曲面聚光透镜。

解决上述技术问题所采用的技术方案是：它的几何形状是光入射端面D和光出射端面d为平面并与非成像双曲面聚光透镜的中心线垂直，侧面为双曲面旋转体，光出射端面的直径d为0.5～1.5mm，光入射端面的直径D为5～15d。

本发明的双曲面是以直角坐标系中双曲线方程

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为母线，y轴为中心轴旋转形成的双曲旋转曲面，方程（1）以非成像双曲面聚光透镜聚光段输出端面的直径及其延长线为x轴，中心线为y轴，x为非成像双曲面聚光透镜的半径变量，d/2≤︱x︱≤D/2，y为半径变量x所对应的非成像双曲面聚光透镜的高度，y≥0，n为1～5。

由于本发明采用了以双曲线围绕中心轴旋转构成的非成像双曲面聚光透镜，垂直入射于光入射端面的光线中，以非成像双曲面聚光透镜中心线为中心轴、光出射端面横截面范围内的光线，沿非成像双曲面聚光透镜中心线直行射出，其它光线，以大的入射角入射到非成像双曲面聚光透镜侧面的双曲面上，通过多次全反射聚集在非成像双曲面聚光透镜的光出射端面射出。本发明具有结构简单、成型容易、体积小、成本低、使用方便、聚光效率高等优点

附图说明

图1是本发明实施例1的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步详细说明，但本发明不限于这些实施例。

实施例1

以光出射端面的直径d为1.0mm、入射端面的直径D等于10d为例，非成像双曲面聚光透镜的结构如下：

在图1中，本实施例的非成像双曲面聚光透镜的几何形状是光入射端面和光出射端面与非成像双曲面聚光透镜的中心线垂直的平面、侧面为双曲面旋转体，侧面的双曲旋转曲面是以直角坐标系中双曲线方程

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