[发明专利]一种分光型阳光输送机

摘要

一种分光型阳光输送机，包括设置在同一光轴上的费涅尔透镜以及设置在费涅尔透镜光路中的聚光接口器，在聚光接口器内自透过费涅尔透镜的光路中依次设置有双凹形旋转曲面透镜和光导纤维都处于同一光轴上；该双凹形旋转曲面透镜设置在太阳光穿射费涅尔透镜后形成的可见光聚焦区；本发明通过大角度折射的方法把照明用的可见光从太阳光中分离出来，然后利用双凹透镜调整其光路，使其满足全反射条件而高效率输送到需要照明的地方。这种方法能够有效降低聚光区的温度，并消除紫外光引起塑料光纤老化问题的因素。

主权项

一种分光型阳光输送机，其特征在于：包括设置在同一光轴上的费涅尔透镜(1)以及设置在费涅尔透镜(1)光路中的聚光接口器(2)，在聚光接口器(2)内自透过费涅尔透镜(1)的光路中依次设置有双凹形旋转曲面透镜(4)和光导纤维(3)都处于同一光轴上；该双凹形旋转曲面透镜(4)设置在太阳光穿射费涅尔透镜(1)后形成的可见光聚焦区；所述的光导纤维(3)包括接收太阳能的渐缩结构的倒锥形变径段(31)和等直径段(32)，其中变径段(31)固定在聚光接口器(2)内；所述的费涅尔透镜(1)与双凹形旋转曲面透镜(4)的距离即费涅尔透镜(1)的焦距L与费涅尔透镜(1)最大半径R满足式(1)入射角度要求：arctg(R/L)＝α＜(α0‑γ)                          (1)；其中α为太阳光从费涅尔透镜透射后进入双凹透镜的入射角度，α0为等直径光纤的最大允许接收角，γ为光导纤维变径段的变径角度；其中等直径光纤的太阳能最大允许接收角α0由下3式决定：Ymin＝arcsin(n3/n1)Xmax＝π/2‑Yminα0＝arcsin(n1sinXmax/n0)其中X为入射光线由空气到光导纤维玻璃芯折射后的出射角，Y为该光线由光导纤维玻璃芯到光导纤维玻璃包层发生折射时的入射角，Z为该光线二次折射后的出射角，Ymin为入射光线发生全反射时的临界角，当Y＞Ymin时，均可发生全反射，Xmax为对应Ymin和α0的一次折射出射角，n0为空气折射率，n1为光导纤维折高折射率玻璃芯的折射率，n3为光导纤维低折射率玻璃包层折射率；渐缩结构的锥形变径段(31)端部的面积等于入射太阳光透过费涅尔透镜(1)经双凹形旋转曲面透镜(3)后的聚焦区域的面积。