使用光纤提取光的系统和方法技术方案

本公开涉及使用光纤提取光的系统和方法。用于会聚来自光源的光的设备包括大致彼此平行的多个光纤。每个光纤包括光接收端和光传输端。光接收端被配置为接收来自光源的光。光传输端被配置为传输来自光纤的光。光纤的光接收端从相对于光纤垂直的平面延伸不同的距离。端从相对于光纤垂直的平面延伸不同的距离。端从相对于光纤垂直的平面延伸不同的距离。

【技术实现步骤摘要】
使用光纤提取光的系统和方法


[0001]本文所描述的主题总体上涉及提高光提取效率。更具体地，本文所公开的主题涉及使用纳米光纤或微光纤提高来自发光二极管(LED)的光提取效率。

技术介绍

[0002]传统LED的效率约为50％。另外的50％由于全内反射(TIR)作为俘获光而损失。全内反射是光学现象，其中，从一个介质到另一介质(例如，从水到空气)到达界面(边界)的波不被折射到第二(“外部”)介质中，而是被完全反射回第一(“内部”)介质中。当第二介质具有比第一介质更高的波速(更低的折射率)时，发生这种情况，并且波以足够的倾斜角入射在界面上。
[0003]提高从LED的光提取并且因此提高LED的效率的一个现有解决方案是以不对称圆锥体形状形成微结构，稍微类似于萤火虫腹部上发现的鳞状物。然而，可通过微结构逸出的光在离开LED之后仍可在不期望的方向上转向，因为折射可导致光相对于期望的正交方向以钝角投射。

技术实现思路

[0004]公开了一种用于会聚来自光源的光的设备。该设备包括大致彼此平行的多个光纤。每个光纤包括光接收端和光传输端。光接收端被配置为接收来自光源的光。光传输端被配置为传输来自光纤的光。光纤的光接收端从相对于光纤垂直的平面延伸不同的距离。
[0005]在另一实现方式中，该设备包括大致彼此平行的多个光纤。光源是飞行器中的架空乘客光源。每个光纤的截面宽度为约1nm至约10μm。每个光纤包括被配置为接收来自光源的光的光接收端。每个光纤包括被配置为传输来自光纤的光的光传输端。每个光纤的光接收端位于比光传输端更靠近光源的位置。光纤的两个或更多个子集并排布置。每个子集包括具有不同长度的两个或更多个光纤。每个子集中的两个或更多个光纤的光接收端从相对于穿过光纤的中心纵轴线垂直的平面延伸不同的距离。每个子集中的两个或更多个光纤的光传输端从该平面延伸相同的距离。该设备的辐射能为约2.2至约3.0。该设备的发射率为约75％至约99％。
[0006]还公开了一种用于会聚来自光源的光的方法。该方法包括将聚光设备定位在该光源与目标之间。该聚光设备包括大致彼此平行的多个光纤。每个光纤包括光接收端和光传输端。光接收端被配置为接收来自光源的光。光传输端被配置为将来自光纤的光朝向目标传输。光纤的光接收端从相对于光纤垂直的平面延伸不同的距离。该方法还包括使光从光源传输到光纤的光接收端。
附图说明
[0007]通过以下结合附图对示例的详细描述，上述和/或其他方面和优点将变得更显而易见和更容易理解，在附图中：
[0008]图1示出了根据一个或多个实现方式的用于会聚光的系统的侧视图。
[0009]图2示出了根据一个或多个实现方式的系统的侧视图，其中，聚光设备的光接收端呈大致凹形形状。
[0010]图3示出了根据一个或多个实现方式的交通工具的侧视图。
具体实施方式
[0011]现在将参考附图更全面地描述示例性方面。然而，本公开的示例可以许多不同的形式体现，并且不应被解释为局限于本文所阐述的示例。相反，提供这些实施例使得本公开将是彻底和完整的，并且将充分地向本领域技术人员传达范围。在附图中，一些细节可被简化和/或可被绘制以促进理解，而不是保持严格的结构精度、细节和/或比例。
[0012]应当理解，当元件被称为“在另一部件上”、“与另一部件相关联”、“连接至另一部件”、“电连接至另一部件”或“耦接至另一部件”时，其可直接在另一部件上、与另一部件相关联、连接至另一部件、电连接至另一部件或耦接至另一部件，或者可存在中间部件。相反，当部件被称为“直接在另一部件上”、“直接与另一部件相关联”、“直接连接至另一部件”、“直接电连接至另一部件”或“直接耦接至另一部件”时，不存在中间部件。如本文所使用的，术语“和/或”包括一个或多个相关列出项的任何和所有组合。
[0013]应当理解，尽管术语第一、第二等在本文中可用于描述不同元件、部件和/或方向，但这些元件、部件和/或方向不应受这些术语限制。这些术语仅用于将一个元件、部件和/或方向与另一元件、部件和/或方向区分开。例如，在不脱离示例的教导的情况下，第一元件、第一部件或第一方向可被称为第二元件、第二部件或第二方向。
[0014]为了便于描述，本文中可使用诸如“在
…
之下”、“在
…
下方”、“在
…
下部”、“在
…
上方”、“在
…
上部”等的空间相对术语来描述如附图中示出的一个部件和/或特征与另一部件和/或特征、或其他部件和/或特征的关系。应当理解，空间相对术语旨在包括除图中所描绘的方位之外的使用或操作中的装置的不同方位。
[0015]图1示出了根据一个或多个实现方式的用于会聚光的系统100的侧视图。系统100可以包括光源102、目标104、聚光设备110或其组合。系统100可以是交通工具(例如，图3)的一部分。例如，系统100可以是架空飞行器照明系统(例如，图3中的100)的一部分。光源102可以是诸如一个或多个发光二极管(LED)的点光源。
[0016]设备110被配置为至少部分地定位在光源102与目标104之间。如下文更详细地描述，设备110被配置为将来自光源102的光会聚到目标104，从而提高光提取效率。例如，光提取效率可大于70％、大于80％、大于90％或大于95％。设备110还可以或替代地实现较窄或较宽的光分散效果，其可以基于照明要求来控制。
[0017]设备110可以包括多个或一簇光纤120。光纤120可以大致彼此平行。通过将光纤指向期望的方向(例如，朝向目标104)，可以控制光的传播。光纤120可以是大致圆柱形的。在示例中，光纤是微光纤或纳米光纤。例如，每个光纤120的截面宽度(例如，直径)从约1nm至1mm、从约1nm至约100μm、从约1nm至约10μm、从约1nm至约1μm、从约1nm至约100nm或从约1nm至约10nm。光纤120可具有相同的截面宽度或不同的截面宽度。每个光纤120的长度可以从约5nm至约5cm、约5nm至约500μm、约5nm至约50μm、约5nm至约5μm、或约5nm至约500nm。长度可以比宽度大约2倍至约10倍(例如，5倍)。
[0018]每个光纤120包括被配置为接收来自光源102的光的第一(例如，光接收)端122。每个光纤120还包括被配置为将光传输至目标104的第二(例如，光传输)端124。光接收端122位于比光传输端124更靠近光源102的位置。
[0019]光纤120的多个子集130A
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130L可以彼此并排布置。每个子集130A
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130L可包括具有不同长度(即，端122、124之间的距离)的两个或更多个光纤120。每个子集130A
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130L中的光纤120的光接收端122可以从相对于穿过光纤120的中心纵轴线128垂直的平面126延伸不同的距离。换句话说，光接收端122可以相对于平面126不对称。例如，光接收本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于会聚来自光源的光的设备，所述设备包括：多个光纤，所述多个光纤彼此平行，其中，每个光纤包括光接收端和光传输端，其中，所述光接收端被配置为接收来自所述光源的光，其中，所述光传输端被配置为传输来自所述光纤的光，并且其中，所述光纤的所述光接收端从相对于所述光纤垂直的平面延伸不同的距离。2.根据权利要求1所述的设备，其中，每个光纤的截面宽度为1nm至1mm。3.根据权利要求1所述的设备，其中，每个光纤的所述光接收端位于比所述光传输端更靠近所述光源的位置。4.根据权利要求1所述的设备，其中，两个或更多个光纤具有不同的长度。5.根据权利要求1所述的设备，其中，所述光纤的所述光传输端从所述平面延伸相同的距离。6.根据权利要求1至5中任一项所述的设备，其中，所述多个光纤的两个或更多个子集彼此并排布置，并且其中，每个子集中的所述光纤的所述光接收端形成凹形轮廓。7.根据权利要求6所述的设备，其中，所述两个或更多个子集中的第一子集的所述凹形轮廓被配置为使来自所述光源的光的至少一部分以钝角反射离开所述第一子集中的光纤中的一个，并且以小于临界角的入射角进入所述第一子集中的光纤中的另一个。8.根据权利要求7所述的设备，其中，所述两个或更多个子集中的第二子集的所述凹形轮廓被配置为使来自所述光源的光的至少一部分以锐角反射离开所述第二子集中的光纤中的一个，并且以小于临界角的入射角进入所述第二子集中的光纤中的另一个。9.根据权利要求8所述的设备，其中，所述第一子集比所述第二子集更靠近所述光源。10.根据权利要求8或9所述的设备，其中，所述两个或更多个子集的光纤的所述光接收端形成较大的凹形轮廓，并且其中，所述第一子集和所述第二子集的所述光接收端在所述较大的凹形轮廓内形成两个较小的凹形轮廓。11.一种用于会聚来自光源的光的设备，所述设备包括：多个光纤，所述多个光纤彼此平行，其中：所述光源包括飞行器中的架空乘客光源；每个光纤的截面宽度为1nm至10μm；每个光...

【专利技术属性】
技术研发人员：西约，
申请(专利权)人：波音公司，
类型：发明
国别省市：