一种多层体全息均匀聚焦系统技术方案

本发明专利技术提供了一种多层体全息大角度均匀聚焦系统，包括多层体全息聚光器和光能接收器，其中体全息聚光器包括体全息偏光板和体全息聚光板。所述多层体全息聚光器中的体全息偏光板只对特定角度光线发生衍射偏转，最终由其中的体全息聚光板将光线进行衍射聚焦；通过将单层体全息板的工作角度范围进行交叠，可以将一部分未被衍射偏转而直接透过的光进行衍射聚焦，从而提高了能量利用率并获得较为稳定均匀的光强输出。所述光能接收器放置于多层体全息聚光器衍射聚焦位置。本发明专利技术结构简单、成本低廉，并且可实现大角度免跟踪且均匀聚光的效果。

A multilayer volume holographic homogeneous focusing system

The invention provides a multi-layer volume holographic large angle uniform focusing system, including a multi-layer volume holographic concentrator and a light energy receiver, wherein the volume holographic concentrator includes a volume holographic polarizing plate and a volume holographic concentrating plate. The volume holographic polarizing plate in the multi-layer volume holographic concentrator diffracts and deflects only light rays at a specific angle, and finally diffracts and focuses the light rays by the volume holographic concentrating plate therein; by overlapping the operating angle range of the single-layer volume holographic plate, a part of the light which is not deflected by diffraction can be diffracted directly through the diffraction. Therefore, the energy utilization ratio is increased, and a stable and uniform light intensity output is obtained. The optical energy receiver is placed in the diffraction focusing position of a multi-layer volume holographic condenser. The invention has the advantages of simple structure, low cost, and can achieve the effect of large angle free tracking and uniform focusing.

【技术实现步骤摘要】
一种多层体全息均匀聚焦系统
本专利技术涉及非跟踪太阳能聚焦
，具体涉及一种利用多层体全息技术实现大角度均匀聚焦的系统。
技术介绍
近年来，随着材料科学与自动化技术的不断发展，人们研制出了各种形式的聚光器，但是由于其可聚光角度小，一般都需要配置一维或者二维的太阳光自动跟踪系统联合使用。尽管通过成熟的自动控制技术实现跟踪并不困难，但由于配套的跟踪系统带来的高故障率以及成本的增加使得其推广起来困难重重。现存的多层体全息聚光系统可在一定程度上实现较大的聚光角度，但其在工作角度内获得的聚焦光强常处于剧烈的变化中，不利于光能的接收利用。因此设计开发一种能够实现大角度均匀聚光的系统，使其在可聚光范围内获得较为均匀的聚光光强，同时实现低成本、高可靠性和易于推广的效果，是本领域中亟待解决的问题。
技术实现思路
针对上述本领域中存在的技术问题，本专利技术提供了一种多层体全息均匀聚焦系统,可实现较大的聚光角度。该系统主要包括以下结构：多层体聚光器和光能接收器；所述多层体聚光器由多层体全息偏光板和一层体全息聚光板组成，每一层所述体全息偏光板用于分别对特定角度入射光线发生衍射，对以其他角度的入射光线直接透射；每一层所述体全息偏光板对应的工作角度相互交叠，形成所述多层体聚光器的工作角度；所述光能接收器设置于所述多层体聚光器的衍射聚焦位置。由于体全息结构所具有的布拉格衍射现象，每层全息结构只会针对特定角度的光线发生衍射，其余角度光线直接透过，因此通过使用多层全息串联的结构，即可以实现一个大角度聚光的效果，从而有效避免跟踪系统导致的成本及发生故障可能性的增加。进一步地，所述多层体聚光器中的所述体全息聚光板设置于最下层，每一层所述体全息偏光板均设置于所述体全息聚光板的上方。入射光线经各层体全息偏光板衍射或投射后，经体全息聚光板聚焦并输出。进一步地，所述多层体聚光器中的所述体全息偏光板和所述体全息聚光板采用光致聚合物或重铬酸盐明胶材料，基于激光干涉方法制造。进一步地，所述光能接收器为光电接收器、光热接收器或导光器。基于本专利技术所提供的多层体全息均匀聚焦系统，其工作角度由多层体全息偏光板的工作角度叠加而成，实现了系统整体较大的工作角度；由于对其他入射角度能够直接投射，则使得聚焦能量输出均匀，从而克服了现有技术中由于设置自动跟踪系统造成的高成本和高故障率的技术问题，实现了现有技术所不具备的诸多有益效果。附图说明图1是根据本专利技术所提供的系统结构示意图图2是现有的多层体全息聚光器和本专利技术所提供系统的光强输出对比示意图具体实施方式下面结合附图对本专利技术所提供的多层体全息均匀聚焦系统做出进一步详尽的阐释。如附图1所示，本专利技术所提供的多层体全息均匀聚焦系统，具体包括：多层体聚光器1和光能接收器4；所述多层体聚光器1由多层体全息偏光板2和一层体全息聚光板3组成，每一层所述体全息偏光板用于分别对特定角度入射光线发生衍射，对以其他角度的入射光线直接透射；每一层所述体全息偏光板对应的工作角度相互交叠，形成所述多层体聚光器的工作角度；所述光能接收器4设置于所述多层体聚光器1的衍射聚焦位置。在本申请的一个优选实施例中，所述多层体聚光器1中的所述体全息聚光板3设置于最下层，每一层所述体全息偏光板2均设置于所述体全息聚光板3的上方。入射光线经各层体全息偏光板2衍射或投射后，经体全息聚光板3聚焦并输出。在本申请的一个优选实施例中，所述多层体聚光器1中的所述体全息偏光板2和所述体全息聚光板3均采用光致聚合物或重铬酸盐明胶材料，基于激光干涉方法制造。在本申请的一个优选实施例中，所述光能接收器4为光电接收器、光热接收器或导光器。如图2所示，与未进行单层工作角度交叠的多层体全息聚光器相比，进行单层工作角度交叠的多层体全息聚光器在工作角度内光强变化不太，较为稳定均匀，并且在工作角度内整体光学效率提高；但是系统的整体工作角度范围减小。尽管已经示出和描述了本专利技术的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本专利技术的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本专利技术的范围由所附权利要求及其等同物限定。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多层体全息均匀聚焦系统，其特征在于：所述系统具体包括：多层体聚光器(1)；所述多层体聚光器(1)由多层体全息偏光板(2)和一层体全息聚光板(3)组成，每一层所述体全息偏光板(2)用于分别对以特定角度入射的光线发生衍射，对以其他角度的入射光线直接透射；每一层所述体全息偏光板(2)对应的工作角度相互交叠，形成所述多层体聚光器(1)的工作角度。

【技术特征摘要】
1.一种多层体全息均匀聚焦系统，其特征在于：所述系统具体包括：多层体聚光器(1)；所述多层体聚光器(1)由多层体全息偏光板(2)和一层体全息聚光板(3)组成，每一层所述体全息偏光板(2)用于分别对以特定角度入射的光线发生衍射，对以其他角度的入射光线直接透射；每一层所述体全息偏光板(2)对应的工作角度相互交叠，形成所述多层体聚光器(1)的工作角度。2.如权利要求1所述的系统，其特征在于：所述系统还包括光能接收器(4)；所述光能接收器(4)设置于所述多层体聚...

【专利技术属性】
技术研发人员：马建设，崔尧，苏萍，刘彤，考红旭，
申请(专利权)人：清华大学深圳研究生院，
类型：发明
国别省市：广东,44