[發明專利]光和其他電磁波的折射型導波匯聚器和固定靜置式全方位集散匯聚裝置

有效

• 申請號: 201210001418.5
• 申請日: 2012-01-05
• 公開（公告）號: CN102636868B
• 公開（公告）日: 2017-11-24
• 發明（設計）人: 黃太清
• 申請（專利權）人: 黃太清
• 主分類號: G02B19/00
• 分類號: G02B19/00;G02B17/08;G02B7/18;G02B6/00
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技術領域

本發明涉及光和其他電磁波的折射型透波介質的定向導波的導波器、定向導波匯聚的匯聚器和固定靜置式全方位的集散匯聚裝置，屬光和其他電磁波技術領域。

背景技術

自然光(如陽光、散射光)等電磁波幾乎是取之不盡、用之不竭的綠色資源和可再生能源。照射到地球及周邊空間范圍內的太陽光能量的總量非常巨大。自然光在空間傳播的過程中不需要外加能量，可以自行傳輸到各處空間。自然光分布廣泛，沒有許多能源資源存在的遠距離運輸問題，處處都有可能實現采集和利用。因此，自然光(太陽能)具有無可比擬的優越性。但自然光(太陽能)不僅能量密度較低，而且傳播的角度是在全方位范圍變化，并且傳播分布的空間非常大，限制了自然光在許多方面的應用。反射內壁管道可以較好地傳輸自然光，但直接縮徑匯聚會使部分光的傳播反向而出現光反轉傳輸損失；同樣，兩個反射內壁管的直接并列并聯匯聚或交叉連接匯聚也會出現類似的問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種光和其他電磁波的折射型波導體及其導波匯聚器和固定靜置式全方位集散匯聚裝置，利用波導體與其周圍的反射型內壁表面的等徑通道或縮徑通道配合，使自然光等電磁波按照設計的路徑或通道實現定向導波、定向輸送、定向匯聚和固定靜置方式的全方位、大面積的集散匯聚，獲得高能量密度的光等電磁波能源，克服自然光等電磁波存在的傳播分散、能量密度低等問題。

本發明設置的固定靜置式全方位集散匯聚裝置由波導體、反射型內壁通道組成。所述波導體為折射型透波介質的棱鏡式波導體。所述波導體的棱鏡式立體結構由波導體入射面、波導體反射面、波導體出射面相互連接和封閉形成。

波導體為透波介質或透光介質制造；透波介質或透光介質為折射型介質。以幾何光學設置定向導波與定向匯聚的波導體及其匯聚器。所述波導體為單體式波導體或下凸尖頂式波導體或串接組合式波導體或并列組合式波導體或混合組合式波導體。串接組合式波導體為功能串接組合式波導體或混合串接組合式波導體。

波導體入射面或波導體入射面的延伸面或波導體入射面切面的延伸面與波導體出射面或波導體出射面的延伸面或波導體出射面切面的延伸面之間相交夾角大于波導體的全內反射臨界角；

波導體入射面或入射面的延伸面或入射面切面的延伸面與該入射面的下游方向的反射面或反射面延伸面或反射面切面的延伸面之間相交夾角大于全內反射臨界角；

波導體出射面或出射面的延伸面或出射面切面的延伸面與該出射面同側或同波導體區域的對面的反射面或反射面延伸面或反射面切面的延伸面之間相交夾角小于全內反射臨界角的一半；

波導體出射面或出射面的延伸面或出射面切面的延伸面與同波導體區域的對面的出射面或出射面的延伸面或出射面切面的延伸面之間向下游方向相交的夾角小于波導體全內反射臨界角。

反射型內壁通道為直壁通道或弧形彎通道或斜折彎通道或直角折彎通道，為等徑通道或縮徑通道或擴徑通道，為單個通道或兩個并列通道或多個并列通道(即至少兩個并列的通道)，為兩個通道交叉連通的通道或多個通道交叉連通的通道(即至少兩個交叉連通的通道)，為多個通道并列與交叉混合式連通的通道。設置于通道內單個或兩個或多個(即至少一個)波導體的入射面或組合入射面的外周線重合于通道內截面的周邊線，每個波導體設置于通道內一側，全部各側的兩個或多個(即至少兩個)波導體在通道內對接拼合或鄰接拼合，波導體入射面位于上游方向或上游區域，出射面和反射面位于波導體的下游方向或下游區域。

單個或兩個或多個(即至少一個)波導體與周圍反射型內壁縮徑通道及其上下游通道組合構成匯聚器；單個或兩個或多個(即至少一個)波導體與周圍反射型內壁等徑折形彎通道或等徑弧形彎通道及其上下游通道組合構成轉向器，單個或兩個或多個(即至少一個)波導體與其周圍反射型內壁等徑直壁通道及其上下游通道組合構成轉直器，反射型內壁通道與轉直器或轉向器或匯聚器組合構成輸波通道，單個或兩個或多個(即至少一個)匯聚器與單個或兩個或多個(即至少一個)輸波通道組合構成匯聚裝置。