[实用新型]一种柔性可折叠线聚焦匀光装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种柔性、可折叠线聚焦匀光装置，可用于要求高聚光强度与光线均匀性的领域。尤其涉及一种聚光发电系统中提高光伏电池发电效率的柔性、可折叠柱面线聚焦匀光装置。

背景技术

光学仪器与器件的光强度及均匀性一直是其品质优劣的关键指标。光强度、均匀性的提高不仅能够解决设备的硬件指标，同时也能够降低设备成本。聚光发电系统在节省电池材料、成本以及提高发电效率方面具有优势，然而也存在跟踪精度高、运输体积大、质量重、聚光均匀性差等问题。尤其聚光均匀性对太阳电池发电效率与寿命的影响至关重要，另外，聚光器的运输体积与质量是空间聚光发电系统的重要指标。这些因素制约着光学设备及聚光发电系统的快速发展，因此，柔性可折叠线聚焦匀光装置的研究与应用是非常必要的。

发明内容

本实用新型鉴于实现提高光线聚光倍数和均匀性，减小运输体积和跟踪精度的目的，提供了一种柔性、可折叠线聚焦匀光装置，将平行光经柔性柱面线聚焦菲涅尔聚光装置聚焦成平行于透镜中心线的带状光斑，再经棱柱形二次镜匀光装置的匀光作用后，投射到基板上的接收器。

本实用新型采用了以下技术方案：一种柔性可折叠线聚焦匀光装置，包括柔性线聚焦菲涅尔聚光装置、棱柱形二次匀光装置、可折叠可升降支架、基板、接收器。

整体安装关系：柔性线聚焦菲涅尔聚光装置的两端分别固定在可折叠支架上，棱柱形二次匀光装置的光入口朝上平行于线聚焦菲涅尔聚光装置的中心线，接收器固定于基板上二次镜匀光装置出射光线形成的光斑处。

所述的柔性线聚焦菲涅尔聚光装置为柔性、可折叠的柱面形线聚焦菲涅尔透镜，具有折叠a和展开b两个状态。

所述的柔性线聚焦菲涅尔聚光装置内表面具有连续的不规则等圆弧的锯齿形小棱镜，能够将入射光线聚焦成平行于透镜中心线的带状焦斑。

所述的可折叠可升降支架可对向折叠，并可根据柔性线聚焦菲涅尔聚光装置焦距的大小调节升降。

所述的柔性线聚焦菲涅尔聚光装置与可折叠可升降支架均可折叠。在运输过程中，柔性线聚焦菲涅尔透镜处于折叠状态a，支架与透镜贴附于基板上；支架展开时，柔性线聚焦菲涅尔透镜处于展开状态b。

所述的棱柱形二次匀光装置为侧面为梯形的棱柱体，所设置的角度能够保证入射光线经反射后汇集到基板上的接收器。

所述的展开状态下柔性线聚焦匀光装置能够将点光源经过太阳模拟器形成平行于光轴的平行光，平行光源经展开的线聚焦菲涅尔聚光装置内部小棱镜c的折射，光线聚焦为平行于线聚焦菲涅尔透镜母线的焦线光斑，再经过棱柱形二次镜匀光装置将光线均匀聚焦于基板上的接收器形成均匀的线性光斑。

效果：本实用新型的柔性线聚焦菲涅尔聚光装置，具有折叠与展开两个状态。在运输过程中，柔性线聚焦菲涅尔聚光装置处于折叠状态，能够较小运输体积；支架展开时，平行光线经柔性线聚焦菲涅尔聚光装置与棱柱形二次匀光装置后，能够提高光线聚光倍数和均匀性。本实用新型通过柱面线聚焦菲涅尔聚光装置、二次镜的折射与反射原理，保证接收器上接收到形成光强均匀的带状光斑。

附图说明

图1是本实用新型柔性可折叠线聚焦匀光装置的结构示意图。

图2是本实用新型柔性线聚焦菲涅尔聚光装置的结构示意图。

图3是本实用新型可折叠可升降支架的结构示意图。

图4是本实用新型柔性柱面线聚焦菲涅尔透镜支架的折叠状态示意图。

具体实施方式

参见图1，本实用新型提供一种柔性可折叠线聚焦匀光装置，包括平行光源（1）、柔性线聚焦菲涅尔透镜（2）、棱柱形二次匀光装置（3）、可折叠可升降支架（4）、接收器（5）、基板（6）。

整体安装关系：柔性线聚焦菲涅尔聚光装置的两端分别固定在可折叠支架（4）上，棱柱形二次匀光装置（3）的光入口朝上平行于线聚焦菲涅尔聚光装置（2）的中心线，接收器（5）固定于基板（6）上二次镜匀光装置（3）出射光线形成的光斑处。参见图2，本实用新型中柔性线聚焦菲涅尔聚光装置（2）内表面具有连续的不规则等圆弧的锯齿形小棱镜，能够将入射光线聚焦成平行于柔性线聚焦菲涅尔聚光装置（2）中心线的带状焦斑。