[發(fā)明專利]一種太陽(yáng)能光纖照明設(shè)備及電化學(xué)測(cè)試系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011026770.5
• 申請(qǐng)日: 2020-09-25
• 公開（公告）號(hào): CN112146047A
• 公開（公告）日: 2020-12-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張晗;尹鵬;張家宜
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 深圳大學(xué)
• 主分類號(hào): F21S11/00
• 分類號(hào): F21S11/00;F21V8/00;G01N27/26
• 代理公司: 廣州專才專利代理事務(wù)所(普通合伙) 44679
• 代理人: 林玲

本發(fā)明提供了一種太陽(yáng)能光纖照明設(shè)備，包括太陽(yáng)能聚光器、光纖和光纖準(zhǔn)直器；所述太陽(yáng)能聚光器，用于采集太陽(yáng)光并將太陽(yáng)光傳輸給光纖；所述光纖，用于將采集的太陽(yáng)光傳輸給光纖準(zhǔn)直器；所述光纖準(zhǔn)直器，用于將光纖輸出的光束轉(zhuǎn)換成平行光束并提供光源。本發(fā)明太陽(yáng)能光纖照明設(shè)備直接引用陽(yáng)光比傳統(tǒng)光源模擬的太陽(yáng)光更接近真實(shí)情況，極大的減少了試驗(yàn)成本，極具實(shí)用價(jià)值。本發(fā)明還提供了一種電化學(xué)測(cè)試系統(tǒng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電化學(xué)測(cè)試設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及一種太陽(yáng)能光纖照明設(shè)備，本發(fā)明還涉及一種包括前述太陽(yáng)能光纖照明設(shè)備的電化學(xué)測(cè)試系統(tǒng)。

背景技術(shù)

光電探測(cè)器是利用半導(dǎo)體材料的光電導(dǎo)效應(yīng)制成的一種光探測(cè)器件。為了測(cè)試光電探測(cè)器件材料的光電探測(cè)性能，通常利用電化學(xué)工作站配備氙燈光源來(lái)模擬太陽(yáng)光源進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)試。電化學(xué)工作站是電化學(xué)測(cè)量系統(tǒng)的簡(jiǎn)稱，所謂的電化學(xué)，是電作用與化學(xué)作用相互關(guān)聯(lián)的一個(gè)化學(xué)學(xué)科的分支，主要包括通過(guò)電流調(diào)整化學(xué)反應(yīng)以及通過(guò)化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)電這兩種類型。電化學(xué)測(cè)試的方法很多，根據(jù)測(cè)試的內(nèi)容可以分為三類：電化學(xué)熱力學(xué)性質(zhì)方面的測(cè)試；動(dòng)力學(xué)性質(zhì)的測(cè)試；結(jié)合光譜波譜技術(shù)、引入光信號(hào)等進(jìn)行的綜合測(cè)試。電化學(xué)測(cè)試平臺(tái)通常用于測(cè)試新材料的光電探測(cè)本領(lǐng)。

電化學(xué)測(cè)試平臺(tái)常用的傳統(tǒng)光源用途廣泛，應(yīng)用于太陽(yáng)能電池，太空育種，航天器受熱特性等領(lǐng)域。在傳統(tǒng)光源的設(shè)計(jì)過(guò)程中，由于光源最大功耗的限制，使得光斑的聚集問題難上加難。在光源形成聚集光斑時(shí)，無(wú)法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)對(duì)焦，且成本過(guò)高，多方面因素作用極大的限制了傳統(tǒng)光源的通用性。此外，但是由于其波段占比異于太陽(yáng)輻射譜，同時(shí)輻照度均勻性較差，這些缺點(diǎn)嚴(yán)重限制了被測(cè)材料光電探測(cè)技術(shù)測(cè)試的準(zhǔn)確性。因此，需要尋找新的光源來(lái)替代氙燈光源成為目前急需解決的關(guān)鍵性問題。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明提供了一種太陽(yáng)能光纖照明設(shè)備，本發(fā)明還提供了一種電化學(xué)測(cè)試系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有人造光源存在的無(wú)法自動(dòng)聚焦、成本高、輻照均勻性差等缺點(diǎn)。

第一方面，本發(fā)明提供了一種太陽(yáng)能光纖照明設(shè)備，包括太陽(yáng)能聚光器、光纖和光纖準(zhǔn)直器；

所述太陽(yáng)能聚光器，用于采集太陽(yáng)光并將太陽(yáng)光傳輸給光纖；

所述光纖，用于將采集的太陽(yáng)光傳輸給光纖準(zhǔn)直器；

所述光纖準(zhǔn)直器，用于將光纖輸出的光束轉(zhuǎn)換成平行光束并提供光源。

本發(fā)明太陽(yáng)能光纖照明設(shè)備包括太陽(yáng)能聚光器、光纖和光纖準(zhǔn)直器，太陽(yáng)能聚光器置于室外高效采集太陽(yáng)光，太陽(yáng)能聚光器通過(guò)光纖與光纖準(zhǔn)直器光導(dǎo)通并將光束傳輸至光纖準(zhǔn)直器，光纖準(zhǔn)直器再將光纖端面射出的發(fā)散光束變換為平行光束，然后平行光束作為電化學(xué)工作站的光源進(jìn)行光照工作。本發(fā)明太陽(yáng)能光纖照明設(shè)備直接引用陽(yáng)光比傳統(tǒng)光源模擬的太陽(yáng)光更接近真實(shí)情況，極大的減少了試驗(yàn)成本，極具實(shí)用價(jià)值。本發(fā)明提供的太陽(yáng)能光纖照明設(shè)備的最大優(yōu)點(diǎn)是：該光源同時(shí)具有低成本和高仿真的特點(diǎn)，這表明該光源可以很好地應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)預(yù)算較低或?qū)嶒?yàn)擬真要求較高的情況，這樣可以極大的提高光源壽命，并降低整體功耗。

優(yōu)選的，所述太陽(yáng)能聚光器包括透鏡陣列、耦合結(jié)構(gòu)和導(dǎo)光板，所述透鏡陣列和導(dǎo)光板設(shè)置成通過(guò)耦合結(jié)構(gòu)耦合連通；

所述透鏡陣列，用于將太陽(yáng)光線匯聚到到導(dǎo)光板上；

所述導(dǎo)光板，用于以全反射的形式將光束傳輸?shù)焦饫w端面。透鏡陣列和導(dǎo)光板設(shè)置成通過(guò)耦合結(jié)構(gòu)耦合連通，由此透鏡陣列采集的太陽(yáng)光能夠通過(guò)耦合結(jié)構(gòu)傳輸?shù)綄?dǎo)光板上，采用透鏡陣列能夠有效匯聚太陽(yáng)光并將太陽(yáng)光匯聚到位于導(dǎo)光板上的焦點(diǎn)處，然后以全反射的形式在導(dǎo)光板中傳輸并進(jìn)入末端的光纖入口端面。

優(yōu)選的，所述透鏡陣列中透鏡的寬度為50mm，透鏡為PMMA材質(zhì)制成的透鏡。能夠有效收集、聚焦太陽(yáng)光。

優(yōu)選的，所述透鏡陣列中透鏡的幾何聚光比為500x，光學(xué)效率達(dá)到76％。