[實用新型]空腔式面聚焦導波器

有效

• 申請號: 201820817064.4
• 申請日: 2018-05-29
• 公開（公告）號: CN208224584U
• 公開（公告）日: 2018-12-11
• 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;G02B6/00
• 代理公司: 北京科龍寰宇知識產權代理有限責任公司 11139
• 代理人: 孫皓晨;李林

本實用新型提供一種空腔式面聚焦導波器，具有圍成入口大、出口小的空腔體的數個反射壁，所述反射壁的內側面為反射面，所述數個反射壁的至少其一是斜反射壁，在斜反射壁內側形成有階梯型導波結構體，所述階梯型導波結構體具有多個依次排列的導波三棱柱，形成結構型等效或升效的空腔式面聚焦導波器(結構型廣義菲涅爾導波器)。本實用新型相對于原實腔式面聚焦導波器，具有簡約、直觀、便捷等優勢，易設計與制造，易實現并聯和串聯組合的大型化，有利于降低設計和制造難度，降低成本。

技術領域

本實用新型涉及以結構型升效或等效的方式，為自然光和其他電磁波的實腔式面聚焦型導波器(廣義凸透鏡)設置升效或等效結構的面聚焦導波器(結構型廣義菲涅爾透鏡)。

背景技術

自然光(如陽光、散射光)等電磁波幾乎是取之不盡、用之不竭的可再生資源，地球周圍的太陽光能量的總量巨大。自然光在傳播中不需要外加能量，可自行傳輸到各處空間。自然光分布廣泛，沒有遠距離輸送問題，處處可采集和利用。因此自然光(太陽能)有無可比擬的優越性。但自然光不僅能量密度低，傳播角度全方位變化，傳播分布的空間非常大，限制了自然光等電磁波在許多方面的應用。

菲涅爾透鏡(螺紋透鏡或階梯透鏡)可看作為點聚焦型經典凸透鏡的薄層型等效導波器(經典菲涅爾等效導波器)，是由從內圈到外圈(或從外圈到內圈)的多個或若干個小型或微型中空環帶體的局部相似形體(或稱之為近似相似形體)等效導波單元(或稱之為類似體等效導波單元)的并列組合構成的，即是由小型或微型的環帶體單元并列組合構成的。同時，菲涅爾透鏡也可看作為，省除或去除經典凸透鏡內部含有的平行平板式導波介質結構部分后，由剩余的各個結構部分即多個或若干個階梯型(螺紋型)導波介質結構體的階梯型組合結構體(或稱之為螺紋型導波介質結構體的組合結構體)構成薄層型等效導波器。前一種等效方式為設置等效導波單元及其組合的方法，構成薄層型菲涅爾透鏡，稱之為單元等效法或單元法。后一種等效設置方法則從透鏡導波器的結構出發，直接去除經典凸透鏡結構中內含的平行平板結構部分，不影響導波方向和聚焦功能；由剩余的各個結構部分即多個或若干個環帶體的階梯型導波介質結構體構成組合階梯型結構體的菲涅爾透鏡，稱之為結構法或結構型等效法。雖兩種等效方法得到的等效導波器(或稱之為等效導波器)即菲涅爾透鏡的結構相同，但兩種等效方法的等效原理與等效結構的設置方法，有顯著的不同與區別。

現有技術中，已有固定靜置式全方位匯聚的實腔式面聚焦型導波器(廣義凸透鏡或廣義聚焦導波器)(黃太清，CN201220001925.4和

CN201210001418.5)。實腔式即通體實心式面聚焦導波器的優勢包括可設置為規則結構，便于設計和制造，也便于通過并聯或串聯組合實現大型化。

再將單元等效法或單元法移植與轉用于實腔式面聚焦導波器的等效導波器，以小型或微型的相似形體單元或近似體單元與對應的實腔式面聚焦導波器有相同或相近的導波方向為原理，采用小型或微型的相似形體等效導波單元或近似體的等效導波單元的單元等效法，為實腔式面聚焦導波器設置了單元法等效導波體及其等效導波器(黃太清，CN201320100631.1和CN201310070122.3)。

如上述，雖將菲涅爾透鏡的單元等效法移植與轉用于實腔式面聚焦導波器的等效設置，但由于單元等效法與結構型等效法在結構原理與設置方法方面有顯著與本征上區別，因此尚未為實腔式面聚焦導波器提出結構型等效法的等效導波體及其等效導波器。

另外，此前也從等效導波單元的角度提出了面聚焦型升效導波器的概念，從等效導波單元的幾何結構設置、材質選擇、不同單元在同一個單元層中組合，設置有升效單元的升效型導波器及其導波器。這種升效方法也可稱之為單元升效法。同樣，也尚未提出結構型升效法的升效導波器。

實用新型內容

本實用新型提供一種空腔式面聚焦導波器，主要目的是為了顯著減輕導波器重量、導波介質材料用量及導波等損耗。