一种太阳能聚光系统技术方案

本申请属于太阳能收集技术领域，特别是涉及一种太阳能聚光系统。传统的聚光系统，由于其可聚光角度小，一般都配置有一维或者二维的太阳光自动跟踪系统。通过成熟的自动控制技术实现跟踪并不困难，但是配套的跟踪系统成本增加，故障率高。本申请提供了一种太阳能聚光系统，包括激光发出组件、激光控制组件、激光整理组件和激光衍射组件。使得三色激光复用干涉生成体全息图，生成的体全息图具有较宽的衍射波段，并对不同波长的光具有相近的衍射效率，从而有效的体全息的色散问题，实现了多色宽波段的体全息太阳能聚光的效果。

【技术实现步骤摘要】
一种太阳能聚光系统
本申请属于太阳能收集
，特别是涉及一种太阳能聚光系统。
技术介绍
太阳能是一种可再生能源，具有普遍性、开发利用的清洁性等优势，已经成为解决能源短缺、温室效应和环境污染等问题的有效途径。体全息也叫白光全息，是指直接可以在白光下呈现的全息技术；全息照片不是二维光栅，而是三维光栅，对光的衍射满足布拉格衍射条件，因此对颜色具有选择性，即使在白光下，也只呈现记录时的光的颜色。在体全息的太阳能利用技术中，大多是研究单色激光干涉记录实现体全息光栅的太阳能聚光，并且体全息存在色散问题。传统的聚光系统，由于其可聚光角度小，一般都配置有一维或者二维的太阳光自动跟踪系统。通过成熟的自动控制技术实现跟踪并不困难，但是配套的跟踪系统成本增加，故障率高。
技术实现思路
1.要解决的技术问题基于传统的聚光系统，由于其可聚光角度小，一般都配置有一维或者二维的太阳光自动跟踪系统。通过成熟的自动控制技术实现跟踪并不困难，但是配套的跟踪系统成本增加，故障率高的问题，本申请提供了一种太阳能聚光系统。2.技术方案为了达到上述的目的，本申请提供了一种太阳能聚光系统，包括激光发出组件、激光控制组件、激光整理组件和激光衍射组件；所述激光发出组件包括第一三色激光器、第二三色激光器和第三三色激光器，所述第一三色激光器、所述第二三色激光器与所述第三三色激光器平行设置；所述激光控制组件包括第一光学快门、第二光学快门和第三光学快门，所述第一三色激光器、所述第一光学快门、第一半波片和第一反射镜依次排列；所述第二三色激光器、所述第二光学快门、第二半波片和第一二向色镜依次排列；所述第三三色激光器、所述第三光学快门、第三半波片和第二二向色镜依次排列；所述激光整理组件包括第二反射镜，所述第二反射镜、空间滤波器、第一光学凸透镜和偏振分光镜依次排列；所述激光衍射组件包括体全息聚光薄膜，所述第二反射镜、所述空间滤波器、所述第一光学凸透镜、所述偏振分光镜与所述全息聚光薄膜依次排列，所述全息聚光薄膜、第二光学凸透镜和第三反射镜依次设置于同一直线上，所述偏振分光镜与所述第三反射镜设置于同一直线上。可选地，所述激光衍射组件还包括第一旋转平台和第二旋转平台，所述第一旋转平台、所述第三反射镜与所述偏振分光镜依次排列；所述第二旋转平台与所述体全息聚光薄膜设置于同一直线上。可选地，所述第一反射镜与水平方向呈45°设置，所述第二反射镜与水平方向呈135°设置，所述第三反射镜与水平方向呈45°设置，所述第一二向色镜与水平方向呈45°设置，所述第二二向色镜与水平方向呈45°设置，所述全息聚光薄膜与水平方向呈60°设置，所述第二第二光学凸透镜与水平方向呈60°设置。可选地，所述第一三色激光器发出633nm的激光，所述第二三色激光器发出532nm的激光，所述第三三色激光器发出473nm的激光。可选地，所述全息聚光薄膜为三维体全息结构，所述全息聚光薄膜由光致聚合物或重铬酸盐明胶制成，所述全息聚光薄膜为多层结构。可选地，所述第一光学凸透镜为准直镜，所述第二光学凸透镜为会聚镜。可选地，所述第一反射镜、所述第一二向色镜、所述第二二向色镜和所述第二反射镜依次设置于同一直线上。可选地，所述第二旋转平台设置于所述体全息聚光薄膜正上方。可选地，还包括光功率计，所述第二反射镜、所述空间滤波器、所述第一光学凸透镜、所述偏振分光镜、所述全息聚光薄膜与所述光功率计依次排列。3.有益效果与现有技术相比，本申请提供的一种太阳能聚光系统的有益效果在于：本申请提供的太阳能聚光系统通过设置激光发出组件、激光控制组件、激光整理组件和激光衍射组件，使得三色激光复用干涉生成体全息图，生成的体全息图具有较宽的衍射波段，并对不同波长的光具有相近的衍射效率，从而有效的体全息的色散问题，实现了多色宽波段的体全息太阳能聚光的效果。采用全息技术制造微结构反射体全息衍射图，具有高效率、轻型化、微型化、阵列化与集成化、可复制、价格低廉的特性，并且通过多个单层体全息聚光薄膜胶合的方式，可以实现一个大角度集光的效果，从而免去了跟踪系统带来的成本增加和高故障率。根据需要可以选择体全息薄膜的层数，实现低成本，高可靠性，易于推广。附图说明图1是本申请的一种太阳能聚光系统的结构示意图；图2是本申请的三色激光的布拉格衍射角及其本身的角度选择性曲线；图中：1-第一三色激光器、2-第二三色激光器、3-第三三色激光器、4-第一光学快门、5-第二光学快门、6-第三光学快门、7-第一半波片、8-第一反射镜、9-第二半波片、10-第一二向色镜、11-第三半波片、12-第二二向色镜、13-第二反射镜、14-空间滤波器、15-第一光学凸透镜、16-偏振分光镜、17-全息聚光薄膜、18-第二光学凸透镜、19-第三反射镜、20-第一旋转平台、21-第二旋转平台、22-光功率计。具体实施方式在下文中，将参考附图对本申请的具体实施例进行详细地描述，依照这些详细的描述，所属领域技术人员能够清楚地理解本申请，并能够实施本申请。在不违背本申请原理的情况下，各个不同的实施例中的特征可以进行组合以获得新的实施方式，或者替代某些实施例中的某些特征，获得其它优选的实施方式。数字相机出现以前照相机所用的快门都是光学的机械快门。其原理是快门的开闭在结构方面制作一些人为的阻尼，利用弹簧的拉力克服阻尼，弹簧拉紧一些快门开闭就快一些。弹簧拉松一些快门的开闭就慢一些，慢一些的意义在于光线通过的时间长一些，曝光更充分一些。二向色镜(DichroicMirrors)又称双色镜，常用于激光技术中。其特点是对一定波长的光几乎完全透过，而对另一些波长的光几乎完全反射。布拉格衍射不仅对方向有选择性，还对波长有选择性。晶格衍射可根据晶格种类和光源单色性分类。按照晶格分类，一种是单晶的布拉格衍射，一种是多晶的布拉格衍射。全息技术是实现真实的三维图像的记录和再现的技术。该图像称作全息图。和其他三维“图像”不一样的是，全息图提供了“视差”。视差的存在使得观察者可以通过前后、左右和上下移动来观察图像的不同形象，好像有个真实的物体在那里一样。全息图，是以激光为光源，用全景照相机将被摄体记录在高分辨率的全息胶片上构成的图。以干涉条纹形式存在。用同种激光照射，胶片前后方可出现原景物的虚实两个立体影像，视角不同，所见影像也不同。全息图是一种三维图像，它与传统的照片有很大的区别。传统的照片呈现的是真实的物理图像，而全息图则包含了被记录物体的尺寸、形状、亮度和对比度等信息。这些信息储存在一个很微小但却很复杂的干涉模式中。这个干涉模式是由激光产生的。参见图1～2，本申请提供一种太阳能聚光系统，包括激光发出组件、激光控制组件、激光整理组件和激光衍射组件；所述激光发出组件包括第一三色激光器1、第二三色激光器2和第三三色激光器3，所述第一三色激光器1、所述第二三色激光器2与所述第三三色激光器3平行设置；所述激光控制组件包括第一光学快门4、第二光学快门5和第三光学快门6，所述第一三色激光器1、所述第一光学快门4、第一半波片7和第一反射镜8依次排列；所述第二三色激光器2、所述第二光学快门5、第二半波片9和第一二向色镜10依次排列；所述第三三色激光器3、所述第三光学快门6、第三半波片11和第二二向色镜12依次排列；所述激光整理组本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种太阳能聚光系统，其特征在于：包括激光发出组件、激光控制组件、激光整理组件和激光衍射组件；所述激光发出组件包括第一三色激光器(1)、第二三色激光器(2)和第三三色激光器(3)，所述第一三色激光器(1)、所述第二三色激光器(2)与所述第三三色激光器(3)平行设置；所述激光控制组件包括第一光学快门(4)、第二光学快门(5)和第三光学快门(6)，所述第一三色激光器(1)、所述第一光学快门(4)、第一半波片(7)和第一反射镜(8)依次排列；所述第二三色激光器(2)、所述第二光学快门(5)、第二半波片(9)和第一二向色镜(10)依次排列；所述第三三色激光器(3)、所述第三光学快门(6)、第三半波片(11)和第二二向色镜(12)依次排列；所述激光整理组件包括第二反射镜(13)，所述第二反射镜(13)、空间滤波器(14)、第一光学凸透镜(15)和偏振分光镜(16)依次排列；所述激光衍射组件包括体全息聚光薄膜(17)，所述第二反射镜(13)、所述空间滤波器(14)、所述第一光学凸透镜(15)、所述偏振分光镜(16)与所述全息聚光薄膜(17)依次排列，所述全息聚光薄膜(17)、第二光学凸透镜(18)和第三反射镜(19)依次设置于同一直线上，所述偏振分光镜(16)与所述第三反射镜(19)设置于同一直线上。...

【技术特征摘要】
1.一种太阳能聚光系统，其特征在于：包括激光发出组件、激光控制组件、激光整理组件和激光衍射组件；所述激光发出组件包括第一三色激光器(1)、第二三色激光器(2)和第三三色激光器(3)，所述第一三色激光器(1)、所述第二三色激光器(2)与所述第三三色激光器(3)平行设置；所述激光控制组件包括第一光学快门(4)、第二光学快门(5)和第三光学快门(6)，所述第一三色激光器(1)、所述第一光学快门(4)、第一半波片(7)和第一反射镜(8)依次排列；所述第二三色激光器(2)、所述第二光学快门(5)、第二半波片(9)和第一二向色镜(10)依次排列；所述第三三色激光器(3)、所述第三光学快门(6)、第三半波片(11)和第二二向色镜(12)依次排列；所述激光整理组件包括第二反射镜(13)，所述第二反射镜(13)、空间滤波器(14)、第一光学凸透镜(15)和偏振分光镜(16)依次排列；所述激光衍射组件包括体全息聚光薄膜(17)，所述第二反射镜(13)、所述空间滤波器(14)、所述第一光学凸透镜(15)、所述偏振分光镜(16)与所述全息聚光薄膜(17)依次排列，所述全息聚光薄膜(17)、第二光学凸透镜(18)和第三反射镜(19)依次设置于同一直线上，所述偏振分光镜(16)与所述第三反射镜(19)设置于同一直线上。2.如权利要求1所述的太阳能聚光系统，其特征在于：所述激光衍射组件还包括第一旋转平台(20)和第二旋转平台(21)，所述第一旋转平台(20)、所述第三反射镜(19)与所述偏振分光镜(16)依次排列；所述第二旋转平台(21)与所述体全息聚光薄膜(17)设置于同一直线上。3.如权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：马建设，考红旭，崔尧，苏萍，王丽萍，
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