光和其他电磁波的等效导波体的等效导波器与等效集输装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及光等电磁波的广义菲涅尔等效聚焦导波体与集输装置。由等效导波单元组合构成等效导波单元层及其薄层式或空腔式或多层式广义菲涅尔等效导波体，大大减少导波体重量和材料用量。由广义菲涅尔等效导波体梯次逐级递进组合，较易实现大型化和构成自动跟踪式或固定静置式大面积集散汇聚的等效导波器及集输装置。利用光等电磁波自身能量，将分散低密度太阳能等电磁波聚集为高密度资源。既可输送到需要或便于应用的地点，也可现场就地转换利用，提高太阳能等应用灵活性。可广泛应用于加热、照明、光伏、照射、辐射、激发等领域。全新高密度绿色可再生太阳能等电磁波资源，结构简约，成本低，经济价值和生态环保意义很大。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术涉及光等电磁波的广义菲涅尔等效聚焦导波体与集输装置。由等效导波单元组合构成等效导波单元层及其薄层式或空腔式或多层式广义菲涅尔等效导波体，大大减少导波体重量和材料用量。由广义菲涅尔等效导波体梯次逐级递进组合，较易实现大型化和构成自动跟踪式或固定静置式大面积集散汇聚的等效导波器及集输装置。利用光等电磁波自身能量，将分散低密度太阳能等电磁波聚集为高密度资源。既可输送到需要或便于应用的地点，也可现场就地转换利用，提高太阳能等应用灵活性。可广泛应用于加热、照明、光伏、照射、辐射、激发等领域。全新高密度绿色可再生太阳能等电磁波资源，结构简约，成本低，经济价值和生态环保意义很大。【专利说明】光和其他电磁波的等效导波体的等效导波器与等效集输装
本技术涉及光和其他电磁波的面聚焦型通体实心式导波体或广义凸透镜的广义等效聚焦导波的广义菲涅尔等效导波体及其等效导波器与等效集输装置，属光等电磁波
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技术介绍
自然光(如阳光、散射光)等电磁波几乎是取之不尽、用之不竭的可再生资源。照射到地球及周边空间范围内太阳光能量的总量非常巨大。自然光在空间传播过程中不需要外加能量，可以自行传输到各处空间。自然光分布广泛，没有许多能源资源存在的远距离运输问题，处处都有可能实现采集和利用。因此，自然光(太阳能)具有无可比拟的优越性。但自然光(太阳能)不仅能量密度较低，而且传播角度在全方位范围变化，并且传播分布的空间非常大，限制了自然光等电磁波在许多方面的应用。菲涅尔(螺纹或阶梯)透镜为经典的点聚焦型凸透镜的薄层型单层式等效导波体或等效导波器，是由从内圈到外圈的多个中空环状的近似相似形体等效导波单元或相似形体单元的环带体单元或条带体单元并列组合构成的。凸透镜及其单层式等效导波体即菲涅尔透镜，两者都为经典聚焦原理即点聚焦型透镜。点聚焦型透镜与自动跟踪装置组合，使太阳光线与透镜主光轴平行，在透镜结构(入射面和出射面及立体结构)及透镜折射率的组合作用下，使太阳光形成点聚焦。凸透镜为非均匀曲率表面，结构较复杂，不是较简单或较规则结构的导波器，不仅制造难度和成本较高，而且难以大型化。凸透镜的单层式(薄层型)等效导波体即菲涅尔透镜结构更复杂，也难以大型化，难以实现较大规模太阳能聚集。点聚焦的焦点附近的光线传播的角度范围较大，难以紧密组合多级凸透镜或多级菲涅尔透镜提高太阳能的聚集规模。较大尺寸的面聚焦型通体实心式导波体的导波器与集散汇聚装置可实现较大规模集散汇聚(黄太清等，ZL201220001925.4)，其规则形状通体实心的透反式或透镜式面聚焦型导波体结构较简单，便于制造，可不需要自动跟踪装置。较大通体实心式棱锥形或圆锥形或椭圆椎形面聚焦型导波体(直径或尺寸为米级数值或更大)，可能较大或较重，导波材料(透波介质)用量较大，电磁波的吸收等损耗也较大。现有太阳能设施基本为聚集现场直接转换应用的方式，包括光伏、太阳能热水器、太阳能集热器、太阳能炉、太阳能灶等，未能将汇聚后较高能量密度的太阳能传输到室内或更有利于应用的位置进行使用，限制了现有太阳能利用设施的应用灵活性。
技术实现思路
本技术的目的是利用透波介质的折射性能，以几何光学为基础，为较大的面聚焦型通体实心式导波体设置具有等效导波作用的等效导波体，以较大程度地减少导波体的重量、透波材料用量及电磁波的吸收损耗，也突破经典型菲涅尔透镜较难制造、难以大型化、难以多级组合等问题，并克服自然光等电磁波存在的能量密度低、传播角度范围大和资源分散等问题。与较大的通体实心式面聚焦型汇聚导波器等效地使光等电磁波按照设计路径或通道实现大面积汇聚，获得规模化、高密度的光或其他电磁波资源。本技术通过设置由等效导波单元层构成单层式或多层式等效组合结构的面聚焦型等效导波体实现上述目的。由等效导波单元构成等效导波单元层，由等效导波单元层构成与通体实心式导波体具有等效或近似等效导波功能的等效导波体，由等效导波体构成等效导波器及集输装置。被等效的通体实心式导波体(如棱锥形或圆锥形或组合结构导波体)为较大的面聚焦型汇聚导波体或转向导波体或转直导波体或转直汇聚导波体，为面聚焦型透镜式或透反式或透镜式与透反式组合的混合式结构的导波体，为单一规则结构的面聚焦型导波体或组合结构的面聚焦型导波体。面聚焦型通体实心式汇聚导波体或转向导波体或转直导波体或转直汇聚导波体的后部或尾部在电磁波传播方向为逐渐缩径或尺寸逐渐缩小的结构。等效导波单元设置为与其对应的面聚焦型通体实心式导波体的相似形体结构或近似相似形体结构的小型或微型导波单元。相似形体结构的对应面或对应截面都为相似形几何面，几何光学前提下，等效导波单元与对应的通体实心式导波体的对应的出射波线平行，即两者具有等效的导波作用或接近等效的导波作用。因此，等效导波单元与其对应的通体实心式导波体具有等效导波作用或近似等效导波作用。等效导波单元为小型或微型的全透波结构的透镜式单元，其立体结构由其入射面和出射面相互连接或封闭形成；或该等效导波单元为小型或微型的结构中含有反射面的透反式单元，其立体结构由其反射面和入射面及出射面相互连接或封闭形成；或该单元为小型或微型的透镜式与透反式组合的混合式单元。透镜式或透反式或混合式等效导波单元都可以实现与其对应的通体实心式导波体的等效或近似等效导波作用。等效导波单元的结构特征为，其入射面或入射面的延伸面或入射面切面的延伸面与其出射面或出射面的延伸面或出射面切面的延伸面之间相交夹角大于导波体的全内反射临界角；其入射面或入射面的延伸面或入射面切面的延伸面与该入射面的电磁波传播的下游方向的反射面或反射面延伸面或反射面切面的延伸面之间相交夹角大于导波体的全内反射临界角；其出射面或出射面的延伸面或出射面切面的延伸面与同导波体区域的对面的反射面或反射面延伸面或反射面切面的延伸面之间向电磁波传播的下游方向相交夹角小于导波体的全内反射临界角的一半；其出射面或出射面的延伸面或出射面切面的延伸面与同导波体区域的对面的出射面或出射面的延伸面或出射面切面的延伸面之间向电磁波传播的下游方向相交的夹角小于导波体的全内反射临界角；或等效导波单元的结构为满足上述角度关系的部分角度关系或全部角度关系的结构。等效导波单元为中空(空心)的环带体等效导波单元或条带体等效导波单元或柱状体单元。环带体等效导波单元为中空弧弯环带体单元或中空三角形折弯环带体单元或中空多边形折弯环带体单元或弧弯与折弯组合的混合式环带体单元。环带体单元为中空环带形棱锥缺体单元(中空或空心的棱锥体单元)或中空环带形棱锥台缺体单元(中空或空心的棱锥台体单元)，或该环带体单元为中空环带形圆锥缺体(空心圆锥体)单元或中空环带形圆锥台缺体单元，或该环带体单元为中空环带形椭圆锥缺体单元或中空环带形椭圆锥台缺体单元；或该环带体单元为上述环带体单元结构中的部分类型结构或全部类型结构的组合结构的环带体形等效导波单元。条带体等效导波单元为直条带体单元或弧弯条带体单元或折弯条带体单元或折弯与弧弯组合的混合式条带体单元。当条带体单元自身形成各种中空的闭合环状单元时，则与环带体单元一致。条带体单元为条带形棱锥体单元或条带形棱锥缺体单元或条带形棱锥台体单元或条带形圆锥缺体单元或条带形圆锥台缺体单元或条带形椭圆本文档来自技高网...

【技术保护点】
光和其他电磁波的面聚焦型通体实心式导波体的等效导波单元，其特征在于，该等效导波单元的结构中，其入射面或入射面的延伸面或入射面切面的延伸面与其出射面或出射面的延伸面或出射面切面的延伸面之间相交夹角大于导波体的全内反射临界角，其入射面或入射面的延伸面或入射面切面的延伸面与该入射面的电磁波传播的下游方向的反射面或反射面延伸面或反射面切面的延伸面之间相交夹角大于导波体的全内反射临界角，其出射面或出射面的延伸面或出射面切面的延伸面与同导波体区域的对面的反射面或反射面延伸面或反射面切面的延伸面之间向电磁波传播的下游方向相交夹角小于导波体的全内反射临界角的一半，其出射面或出射面的延伸面或出射面切面的延伸面与同导波体区域的对面的出射面或出射面的延伸面或出射面切面的延伸面之间向电磁波传播的下游方向相交的夹角小于导波体的全内反射临界角；或该等效导波单元的结构为满足上述角度关系的部分角度关系或全部角度关系的结构。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：黄太清，
申请(专利权)人：黄太清，
类型：实用新型
国别省市：