复合聚光装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及的复合聚光装置，由聚光镜、转折透镜、三次聚光镜和支撑架组成，聚光镜可制成三种形式，转折透镜可制成两种形式，三次聚光镜可制成五种形式，该发明专利技术可解决免跟踪问题，同时还可以大幅度提高聚光比。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种聚光装置，特别是一种可免跟踪的复合聚光装置。美国芝加哥大学设计了一种聚光器，把非成像聚光器放在旋转抛物面的焦点上，用蓝宝石做非成像聚光器，提高了聚光比，但是其聚光器成本十分昂贵，可进一步大幅度提高聚光比十分困难，且无法解决免跟踪问题。本专利技术的目的就是提供了一种成本较低的复合聚光装置，它在解决了免跟踪问题的同时，还可大幅度提高聚光比。本专利技术的目的是这样实现的；该复合聚光装置，由聚光镜、转折透镜、三次聚光镜和支撑架组成，三次聚光镜可以制成如下型式二次后反射式聚光镜、I型三次聚光镜、II型三次聚光镜、III型三次聚光镜、IV型三次聚光镜；这五种型式的三次聚光镜可以单独作为复合聚光装置的三次聚光镜使用，也可以以任何型式相互首尾联结成多级三次聚光镜，二次后反射式聚光镜是一种横截面上大下小的漏斗形反光聚光镜，它的各横截面形状相似，其截面形状是封闭凸多边形、凸光滑曲线形、凸光滑曲线和折线的混合形，它有内外两层，外层为支撑骨架，内层为反光层，当支撑骨架为透光材料时，可以把反光层置于外层，用于点聚光的I型三次聚光透镜由透镜I和二次后反射式聚光镜组成，透镜I置于二次后反式聚光镜上部的敞口位置，其曲面边缘与二次后反射式聚光镜紧密联结，透镜I是曲面上凸的曲面透镜，它在厚度方面的截面有一厚度最小位置，截面上其它部位距离最小厚度位置越远，透镜厚度越厚；用于线聚光的透镜I，它在垂直于焦线方面的截面特征同点聚光透镜I，在焦线方面平行于透镜曲面法线的截面特征与线聚光的聚光透镜在焦线方面的截面特征相同，其截面有一最大厚度位置，截面上距离最大厚度位置越近的部位，其透镜厚度不变或越厚，当以截面下曲线上任一点作为下曲线的切点，下曲线在这个切点的法线与上曲线相交的点作为上曲线的切点，则上、下曲线切线间的夹角随着切点与最大厚度位置距离的减小而不变或减小；用于点聚光的II型三次聚光镜，由透镜II和二次后反射式聚光镜组成，透镜II置于二次后反射式聚光镜上部敞口位置其曲面边缘与二次后反射式聚光镜紧密联结，透镜II为凹曲面聚光透镜，它在厚度方面有一厚度最大位置，其它各部位离最大厚度位置越近，厚度越厚，用于线聚光的透镜II在焦线方向并平行于透镜曲面法线的截面形状特征与透镜I相同，在垂直于焦线方向的截面特征与点聚光透镜II相同；用于点聚光的III型三次聚光镜是以二次后反射式聚光镜作为外壁，其纵截面为六边形，左右两条边对应于二次后反射式聚光镜的纵截面，上下两个顶点可同时内凹或只有一个顶点内凹形成凹六边形，与上下两个顶点相连的四条边可任意凸凹，它们由透光材料制成，六边形内是透光玻璃或塑料，或是以各边作为容器外壁，里面盛装透光液体，用于线聚光的III型三次聚光镜，在垂直于焦线方向的截面特征与点聚光透镜III相同，在焦线方向截面特征为矩形；三次聚光镜IV由聚光镜IV及二次后反射式聚光镜组成，聚光透镜IV的曲面形状特征与二次后反射式聚光镜相同，它由透光材料制成，其壁厚在敞口位置最薄，至尾部小口逐渐变厚，聚光透镜IV置于二次后反射式聚光镜内，其敞口部分或全部边缘与二次后反射聚光镜紧密联结，或者尾部小口与二次后反射式聚光镜尾部紧密连结；转折透镜有两种型式转折透镜Z1，转折透镜Z2，转折透镜Z1即为聚光凸透镜，转折透镜Z2有两层结构，上层为凹透镜，下层为凸透镜，凸透镜曲面距凹透镜的最小距离为d，d≥0；聚光镜有三种型式；聚光镜J1、聚光镜J2、聚光镜J3，聚光镜J1为反射聚光镜，聚光镜J2为凸透镜，聚光镜J3是由敞口协调地连在一起的数个透镜IV形成的整体，它们的尾部小口均置于凸透镜上；用于线聚光的聚光镜J3，可在J3上部置一在焦线方向聚光的线聚光透镜；a.聚光透镜J2或J3置于转折透镜Z1上方，转折透镜Z1置于聚光透镜焦点或焦线轨迹曲面凸侧的任一区域，三次聚光镜置于转折透镜Z1下方，其横截面大的一端置于转折透镜Z1下光的分布轨迹成锥形或楔形区域的上部，横截面小的一端置于转折透镜Z1下光的分布轨迹成锥形或楔形区域内的下部，它们通过支撑架固定相对位置；b.聚光透镜J2或J3置于转折透镜Z2上方，转折透镜Z2置于聚光透镜焦点或焦线轨迹曲面凹侧的任一区域，三次聚光镜置于转折透镜Z2下方，它与Z2的位置关系同于与Z1的位置关系；c.三次聚光镜置于最上方，横截面大的一端朝下，转折透镜置于三次聚光镜下方，当三次聚光镜下方的转折透镜为Z2时，透镜Z2的凹透镜置于下方凸透镜置于上方，它们之间通过支撑架固定相对位置，聚光镜J1固定在转折透镜下方的任一位置，转折透镜Z1置于聚光镜J1焦点或焦线轨迹凸侧，采用Z2时，转折透镜置于聚光镜J1焦点或焦线轨迹凹侧。三次聚光镜置于聚光镜J2或J3下方，三次聚光镜采用I、II、III、IV型三次聚光镜。线聚光镜J2在焦线方向的截面特征与线聚光三次聚光镜II的透镜II相同，在垂直于焦线的不同截面上，截面上、下曲线的曲率可以不同。聚光镜均可由两层线聚光镜合成，一层在横向线聚光，一层在纵向线聚光，它们在焦线方向的形状为矩形。点聚光的转折透镜可用两层线聚光的转折透镜代替，此时，两层线聚光转折透镜在线聚光中用于焦线方向的截面相互成一角度放置。它所述的聚光透镜J2及三次聚光透镜I、可用菲涅尔透镜组替代，各菲涅尔透镜的曲面可相互平行，也可以从上至下各透镜片曲面向上凸起的曲率增加或各曲面下凹的曲率从下至上依次减小。所使用的转折透镜Z1及Z2中的凸透镜、凹透镜及三次聚光镜II，可用菲涅尔透镜组替代，各菲涅尔透镜曲面可相互平行，也可以从上至下各透镜曲面下凹的曲率逐个减小或从下到上各曲面上凸的曲率逐个减小。所述的聚光透镜J2，转折透镜Z1及Z2中的凸透镜及凹透镜、透镜I、透镜II均可被具有相应功能的激光全息片或激光全息片组所替代。当多个复合聚光装置设置在一起时，聚光镜、转折透镜及三次聚光镜这三个部件中，如相互具有一个或一个以上的部件可以共用或可协调地放置在一起而不影响其它部件的工作性能时，它们可合并为一个聚光装置。三次聚光镜IV可用下述结构替代在二次后反射式聚光镜内设置隔板，它把二次后反射式聚光镜曲面所围的区域纵向分隔成两个或两个以上的小区域，其中隔板厚度从上到下逐渐变厚；隔板也可用具有相应功能的菲涅尔透镜替代；透镜IV可用具有相应功能的菲涅尔透镜替代。本专利技术涉及的复合聚光装置，成本低，能够解决免跟踪问题，且可大幅度提高了聚光比。附图说明图1所示为二次后反射式聚光镜的剖视图；图2所示为点聚光I型三次聚光镜的剖视图；图3所示为点聚光II型三次聚光镜的剖视图；图4所示为点聚光III型三次聚光镜的剖视图；图5所示为点聚光IV型三次聚光镜的剖视图；图6所示为线聚光I型三次聚光镜的剖视图；图7所示为线聚光II型三次聚光镜的剖视图；图8所示为线聚光III型三次聚光镜的剖视图；图9所示为线聚光IV型三次聚光镜的剖视图；图10所示为线聚光I型、II型三次聚光镜，线聚光J2镜，线聚光J3的盖板及凸透镜，线聚光Z1镜、线聚光Z2镜的凹、凸透镜等在焦线方向截面特征图；图11所示为聚光镜J3的剖视图；图12所示为线聚光镜J3在焦线方向的剖视图；图13所示为点聚光复合聚光装置的示意图；图14所示为线聚光复合聚光装置的示意图；图15所示为点聚光转折透镜Z2，以线聚光转折本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种复合聚光装置，由聚光镜、转折透镜、三次聚光镜和支撑架组成，其特征在于：三次聚光镜可以制成如下型式：二次后反射式聚光镜、Ⅰ型三次聚光镜、Ⅱ型三次聚光镜、Ⅲ型三次聚光镜、Ⅳ型三次聚光镜，这五种型式的三次聚光镜可以单独作为复合聚光装置的三 次聚光镜使用，也可以以任何型式相互首尾联结成多级三次聚光镜，二次后反射式聚光镜是一种横截面上大下小的漏斗形反光聚光镜，它的各横截面形状相似，其截面形状可是封闭凸多边形、凸光滑曲线形、凸光滑曲线和折线的混合形，它有内外两层，外层为支撑骨架，内层为反光层，当支撑骨架为透光材料时，可以把反光层置于外层；用于点聚光的Ⅰ型三次聚光透镜由透镜Ⅰ和二次后反射式聚光镜组成，透镜Ⅰ置于二次后反式聚光镜上部的敞口位置，其曲面边缘与二次后反射式聚光镜紧密联结，透镜Ⅰ是曲面上凸的曲面透镜，它在厚度方面的截面有一厚度最小位置，截面上其它部位距离最小厚度位置越远，透镜厚度越厚，用于线聚光的透镜Ⅰ，它在垂直于焦线方面的截面特征同点聚光透镜Ⅰ，在焦线方向平行于透镜曲面法线的截面特征与线聚光的聚光透镜在焦线方面的截面特征相同；其截面有一最大厚度位置，截面上距离最大厚度位置越近的部位，其透镜厚度不变或越厚，当以截面下曲线上任一点作为下曲线的切点，下曲线在这个切点的法线与上曲线相交的点作为上曲线的切点，则上、下曲线切线间的夹角随着切点与最大厚度位置距离的减小而不变或减小；用于点聚光的Ⅱ型三次聚光镜，由透镜Ⅱ和二次后反射式聚光镜组成，透镜Ⅱ置于二次后反射式聚光镜上部敞口位置其曲面边缘与二次后反射式聚光镜紧密联结，透镜Ⅱ为凹曲面聚光透镜，它在厚度方面有一厚度最大位置，其它各部位离最大厚度位置越近，厚度越厚，用于线聚光的透镜Ⅱ在焦线方向并平行于透镜曲面法线的截面形状特征与透镜Ⅰ相同，在垂直于焦线方向的截面特征与点聚光透镜Ⅱ相同；用于点聚光的Ⅲ型三次聚光镜是以二次后反射式聚光镜作为外壁，其纵截面为六边形，左右两条边对应于二次后反射式聚光镜的纵截面，上下两个顶点可同时内凹或只有一个顶点内凹形成凹六边形，与上下两个顶点相连的四条边可任意凸凹，它们由透光材料制成，六边形内是透光玻璃或塑料，或是以各边作为容器外壁，里面盛装透光液体，用于线聚光的Ⅲ型三次聚光镜，在垂直于焦线方向的截面特征与点聚光透镜Ⅲ相同，在焦线方向截面特征为矩形；三次聚光镜Ⅳ由聚光镜Ⅳ及二次后反射式聚光镜组成，聚光透镜Ⅳ的曲面形状特征与二次后反射式聚光镜相同，它...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：牛伟民，
申请(专利权)人：牛伟民，
类型：发明
国别省市：62[中国|甘肃]