[发明专利]一种阳光超消色差收集光学系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种阳光超消色差收集光学系统，属于光学技术领域。

背景技术

在近年来，随着新能源的发展，太阳能作为一种清洁、高效和永不衰竭的新能源，成为各国政府可持续发展战略的重要内容。现有的太阳光采集光学系统有菲涅尔透镜、球面镜阵列、非球面镜等形式，但由于太阳光光谱范围较宽，系统的色差较大，导致聚焦光斑大。

为解决这一问题，对于宽波段应用的光学系统需要做到超消色差。国外对超消色差的研究申报了专利“Superachromatic UV and visible focusing objective lens(专利号为：US005305138A)”，对紫外和可见波段进行消色差，并不能满足400-850nm的消色差要求。

发明内容

在针对现有技术存在的不足，本发明提供了一种阳光超消色差收集光学系统，将其用于太阳光采集系统中，采集效率大大提高。

如附图1所示，本发明提供的一种阳光超消色差收集光学系统，由第一镜片1、第二镜片2、第三镜片3和第四镜片4组成；所述的一种阳光超消色差收集光学系统仅有具有光焦度的第一镜片(1)、第二镜片(2)、第三镜片(3)和第四镜片(4)四片球面透镜；第一镜片1和第二镜片2胶合在一起，第三镜片3和第四镜片4胶合在一起；第一镜片1、第二镜片2、第三镜片3和第四镜片4依次设置在同一水平光轴上；

所述的第一镜片1为正透镜，优选N-FK56玻璃制造，前、后表面曲率半径分别为232.24mm和-127.12mm，中心厚度为22mm，口径为100mm；

所述的第二镜片2为负透镜，优选N-KZFS11玻璃制造，前、后表面曲率半径分别为-127.12mm和1754mm，中心厚度为7mm，口径为100mm，前表面与第一镜片1后表面胶合在一起；

所述的第三镜片3为正透镜，优选FK51玻璃制造，前、后表面曲率半径分别为142.31mm和1869mm，中心厚度为16mm，口径为100mm，前表面顶点到第二镜片2后表面顶点之间的空气间隔为4mm；

所述的第四镜片4为正透镜，优选SF58玻璃制造，前、后表面曲率半径分别为1869mm和-2727mm，中心厚度为10mm，口径为100mm，其前表面与第三镜片3的后表面胶合在一起，其后表面顶点到所述的一种阳光超消色差收集光学系统的焦点间空气间隔为241mm。

如上所述的一种阳光超消色差收集光学系统，工作波段为400nm-850nm，焦距为262.81mm。

有益效果：本发明提供的一种阳光超消色差收集光学系统，所用四片透镜的面型均为球面，加工工艺简单，两两胶合在一起，降低了装调的难度。该系统在中心波长530nm处焦距为262.81mm，全口径处的球差为0.014mm；对于400nm、480nm、530nm、650nm、750nm和850nm的光在0.707孔径处最大色差仅为6.4μm，实现了对400nm-850nm波段的超消色差。

附图说明

图1为一种阳光超消色差收集光学系统光路图；

图2为一种阳光超消色差收集光学系统纵向像差曲线图。

图中：1-第一镜片；2-第二镜片；3-第三镜片；4-第四镜片。

具体实施方式

实施例1一种阳光超消色差收集光学系统。

如附图1所示，所述的一种阳光超消色差收集光学系统，由第一镜片1、第二镜片2、第三镜片3和第四镜片4组成；所述的一种阳光超消色差收集光学系统仅有具有光焦度的第一镜片(1)、第二镜片(2)、第三镜片(3)和第四镜片(4)四片球面透镜；所述的第一镜片1和第二镜片2采用环氧树脂胶胶合在一起，第三镜片3和第四镜片4采用环氧树脂胶胶合在一起；第一镜片1、第二镜片2、第三镜片3和第四镜片4依次设置在同一水平光轴上，结构简单，有利于加工和装配。

所述的第一镜片1为正透镜，选N-FK56玻璃制造，其前、后表面曲率半径分别为232.24mm和-127.12mm，中心厚度为22mm，口径为100mm；

所述的第二镜片2为负透镜，选N-KZFS11玻璃制造，其前、后表面曲率半径分别为-127.12mm和1754mm，中心厚度为7mm，口径为100mm，前表面与第一镜片1后表面胶合在一起；

所述的第三镜片3为正透镜，选FK51玻璃制造，其前、后表面曲率半径分别为142.31mm和1869mm，中心厚度为16mm，口径为100mm，其前表面顶点到第二镜片2后表面顶点之间的空气间隔为4mm；