[發(fā)明專利]非成像雙曲面聚光透鏡

無效

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• 申請日: 2014-02-28
• 公開（公告）號: CN103792601A
• 公開（公告）日: 2014-05-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張宗權(quán);苗潤才;黃育紅;姚志;劉志存;王文成;魯百佐;楊宗立
• 申請（專利權(quán)）人: 陜西師范大學(xué)
• 主分類號: G02B3/06
• 分類號: G02B3/06
• 代理公司: 西安永生專利代理有限責(zé)任公司 61201
• 代理人: 申忠才

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于聚光透鏡技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及到采用雙曲面反射聚光的透鏡。

背景技術(shù)

光能量的聚集是光學(xué)及其應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域的基本問題之一，聚光透鏡是激光加工、光學(xué)通信、太陽能利用等領(lǐng)域的基本元件，已有的球面聚光透鏡和菲涅爾聚光透鏡以其不同的使用特性獲得了廣泛應(yīng)用。上世紀(jì)60年代發(fā)明的自聚焦棒式透鏡，由于其獨特的光學(xué)特性以及可與半導(dǎo)體激光器和光導(dǎo)纖維完美結(jié)合的特點，在光纖通信、光纖傳感、光學(xué)儀器、醫(yī)療儀器等光信息的傳輸與檢測方面獲得了廣泛應(yīng)用。但上述透鏡由于其結(jié)構(gòu)特征、制作工藝、制造成本以及應(yīng)用特性等方面所限，在應(yīng)用上仍存在一定的局限性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種制造工藝簡單、生產(chǎn)成本低、聚光效果好的非成像雙曲面聚光透鏡。

解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：它的幾何形狀是光入射端面D和光出射端面d為平面并與非成像雙曲面聚光透鏡的中心線垂直，側(cè)面為雙曲面旋轉(zhuǎn)體，光出射端面的直徑d為0.5～1.5mm，光入射端面的直徑D為5～15d。

本發(fā)明的雙曲面是以直角坐標(biāo)系中雙曲線方程

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為母線，y軸為中心軸旋轉(zhuǎn)形成的雙曲旋轉(zhuǎn)曲面，方程（1）以非成像雙曲面聚光透鏡聚光段輸出端面的直徑及其延長線為x軸，中心線為y軸，x為非成像雙曲面聚光透鏡的半徑變量，d/2≤︱x︱≤D/2，y為半徑變量x所對應(yīng)的非成像雙曲面聚光透鏡的高度，y≥0，n為1～5。

由于本發(fā)明采用了以雙曲線圍繞中心軸旋轉(zhuǎn)構(gòu)成的非成像雙曲面聚光透鏡，垂直入射于光入射端面的光線中，以非成像雙曲面聚光透鏡中心線為中心軸、光出射端面橫截面范圍內(nèi)的光線，沿非成像雙曲面聚光透鏡中心線直行射出，其它光線，以大的入射角入射到非成像雙曲面聚光透鏡側(cè)面的雙曲面上，通過多次全反射聚集在非成像雙曲面聚光透鏡的光出射端面射出。本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡單、成型容易、體積小、成本低、使用方便、聚光效率高等優(yōu)點

附圖說明

圖1是本發(fā)明實施例1的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明，但本發(fā)明不限于這些實施例。

實施例1

以光出射端面的直徑d為1.0mm、入射端面的直徑D等于10d為例，非成像雙曲面聚光透鏡的結(jié)構(gòu)如下：

在圖1中，本實施例的非成像雙曲面聚光透鏡的幾何形狀是光入射端面和光出射端面與非成像雙曲面聚光透鏡的中心線垂直的平面、側(cè)面為雙曲面旋轉(zhuǎn)體，側(cè)面的雙曲旋轉(zhuǎn)曲面是以直角坐標(biāo)系中雙曲線方程

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