[發明專利]一種多層體全息均勻聚焦系統

在審

• 申請號: 201711331604.4
• 申請日: 2017-12-13
• 公開（公告）號: CN108563007A
• 公開（公告）日: 2018-09-21
• 發明（設計）人: 馬建設;崔堯;蘇萍;劉彤;考紅旭
• 申請（專利權）人: 清華大學深圳研究生院
• 主分類號: G02B19/00
• 分類號: G02B19/00
• 代理公司: 北京市誠輝律師事務所 11430
• 代理人: 郎堅

本發明提供了一種多層體全息大角度均勻聚焦系統，包括多層體全息聚光器和光能接收器，其中體全息聚光器包括體全息偏光板和體全息聚光板。所述多層體全息聚光器中的體全息偏光板只對特定角度光線發生衍射偏轉，最終由其中的體全息聚光板將光線進行衍射聚焦；通過將單層體全息板的工作角度范圍進行交疊，可以將一部分未被衍射偏轉而直接透過的光進行衍射聚焦，從而提高了能量利用率并獲得較為穩定均勻的光強輸出。所述光能接收器放置于多層體全息聚光器衍射聚焦位置。本發明結構簡單、成本低廉，并且可實現大角度免跟蹤且均勻聚光的效果。

技術領域

本發明涉及非跟蹤太陽能聚焦技術領域，具體涉及一種利用多層體全息技術實現大角度均勻聚焦的系統。

背景技術

近年來，隨著材料科學與自動化技術的不斷發展，人們研制出了各種形式的聚光器，但是由于其可聚光角度小，一般都需要配置一維或者二維的太陽光自動跟蹤系統聯合使用。盡管通過成熟的自動控制技術實現跟蹤并不困難，但由于配套的跟蹤系統帶來的高故障率以及成本的增加使得其推廣起來困難重重。

現存的多層體全息聚光系統可在一定程度上實現較大的聚光角度，但其在工作角度內獲得的聚焦光強常處于劇烈的變化中，不利于光能的接收利用。因此設計開發一種能夠實現大角度均勻聚光的系統，使其在可聚光范圍內獲得較為均勻的聚光光強，同時實現低成本、高可靠性和易于推廣的效果，是本領域中亟待解決的問題。

發明內容

針對上述本領域中存在的技術問題，本發明提供了一種多層體全息均勻聚焦系統,可實現較大的聚光角度。該系統主要包括以下結構：

多層體聚光器和光能接收器；

所述多層體聚光器由多層體全息偏光板和一層體全息聚光板組成，每一層所述體全息偏光板用于分別對特定角度入射光線發生衍射，對以其他角度的入射光線直接透射；每一層所述體全息偏光板對應的工作角度相互交疊，形成所述多層體聚光器的工作角度；

所述光能接收器設置于所述多層體聚光器的衍射聚焦位置。

由于體全息結構所具有的布拉格衍射現象，每層全息結構只會針對特定角度的光線發生衍射，其余角度光線直接透過，因此通過使用多層全息串聯的結構，即可以實現一個大角度聚光的效果，從而有效避免跟蹤系統導致的成本及發生故障可能性的增加。

進一步地，所述多層體聚光器中的所述體全息聚光板設置于最下層，每一層所述體全息偏光板均設置于所述體全息聚光板的上方。入射光線經各層體全息偏光板衍射或投射后，經體全息聚光板聚焦并輸出。

進一步地，所述多層體聚光器中的所述體全息偏光板和所述體全息聚光板采用光致聚合物或重鉻酸鹽明膠材料，基于激光干涉方法制造。

進一步地，所述光能接收器為光電接收器、光熱接收器或導光器。

基于本發明所提供的多層體全息均勻聚焦系統，其工作角度由多層體全息偏光板的工作角度疊加而成，實現了系統整體較大的工作角度；由于對其他入射角度能夠直接投射，則使得聚焦能量輸出均勻，從而克服了現有技術中由于設置自動跟蹤系統造成的高成本和高故障率的技術問題，實現了現有技術所不具備的諸多有益效果。

附圖說明

圖1是根據本發明所提供的系統結構示意圖

圖2是現有的多層體全息聚光器和本發明所提供系統的光強輸出對比示意圖

具體實施方式

下面結合附圖對本發明所提供的多層體全息均勻聚焦系統做出進一步詳盡的闡釋。

如附圖1所示，本發明所提供的多層體全息均勻聚焦系統，具體包括：

多層體聚光器1和光能接收器4；