[发明专利]一种用于太阳能聚光的分光谱衍射光学系统

权利要求书

1.一种用于太阳能聚光的分光谱衍射光学系统，其特征在于，包括：一衍射光学元件和一聚焦透镜；所述衍射光学元件用于光谱分束和能量探测面上光斑形状控制，所述聚焦透镜用于会聚光束和提供相应的色散；太阳光照射该分光谱衍射光学系统时，不同谱段的光将被会聚到能量探测面的不同位置，而且光斑形态能够根据实际需要而加以任意控制。

2.根据权利要求1所述的用于太阳能聚光的分光谱衍射光学系统，其特征在于，所述分光谱衍射光学元件是纯位相型的衍射光学元件，且该衍射光学元件具有两台阶分布的位相（即二元型位相）、多台阶分布的位相或者连续型分布的位相。

3.根据权利要求1所述的用于太阳能聚光的分光谱衍射光学系统，其特征在于，所述分光谱衍射光学元件的照明光源是太阳光、辐射白光的发光二极管或其他非单色光源。

4.根据权利要求1所述的用于太阳能聚光的分光谱衍射光学系统，其特征在于，所述分光谱衍射光学元件能够将不同谱段的光会聚到所述能量探测面上的不同位置，且在能量探测面上每个谱段的光斑形态可以是线形、矩形、正方形、圆形、正多边形、星形以及其他不规则形状。

5.根据权利要求1所述的用于太阳能聚光的分光谱衍射光学系统，其特征在于，所述分光谱衍射光学元件的材料选自：冕牌玻璃、火石玻璃、石英、甲基丙烯酸酯树脂、丙烯酸酯树脂、聚苯乙烯树脂、聚碳酸酯树脂、甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯共聚物、丙烯腈-苯乙烯共聚物及聚对苯二甲酸乙二酯。

6.根据权利要求1所述的用于太阳能聚光的分光谱衍射光学系统，其特征在于，所述聚焦透镜是凸透镜，且该凸透镜是双凸型透镜或平凸型透镜。

7.根据权利要求1所述的用于太阳能聚光的分光谱衍射光学系统，其特征在于，所述聚焦透镜的后表面与所述能量探测面之间的间距是所述聚焦透镜的焦距的0.5~1.5倍；所述衍射光学元件和所述聚焦透镜前表面之间的距离为0.1~50毫米。

8.一种用于太阳能聚光的分光谱衍射光学系统，即一折衍射光学元件，其特征在于，所述折衍射光学元件是由一个平面表面带有衍射光学元件的平凸透镜；太阳光照射该分光谱衍射光学系统时，不同谱段的光将被会聚到能量探测面的不同位置，而且光斑形态能够根据实际需要而加以任意控制。

9.根据权利要求8所述的用于太阳能聚光的分光谱衍射光学系统，其特征在于，所述折衍射光学元件是直接在平凸透镜上加工的。

10.根据权利要求8所述的用于太阳能聚光的分光谱衍射光学系统，其特征在于，所述折衍射光学元件的浮雕结构是两台阶分布的、多台阶分布的或连续分布的。

11.根据权利要求8所述的用于太阳能聚光的分光谱衍射光学系统，其特征在于，照明所述折衍射光学元件的光源是太阳光、辐射白光的发光二极管或非单色光源。

12.根据权利要求8所述的用于太阳能聚光的分光谱衍射光学系统，其特征在于，所述折衍射光学元件能够将不同谱段的光会聚到所述能量探测面上的不同位置，且在能量探测面上每个谱段的光斑形态是线形、矩形、正方形、圆形、正多边形、星形以及其他不规则形状。

13.根据权利要求8所述的用于太阳能聚光的分光谱衍射光学系统，其特征在于，所述折衍射光学元件的材料选自：冕牌玻璃、火石玻璃、石英、甲基丙烯酸酯树脂、丙烯酸酯树脂、聚苯乙烯树脂、聚碳酸酯树脂、甲基丙烯酸甲酯—苯乙烯共聚物、丙烯腈—苯乙烯共聚物及聚对苯二甲酸乙二酯。

14.根据权利要求8所述的用于太阳能聚光的分光谱衍射光学系统，其特征在于，所述平凸透镜后表面与所述能量探测面之间的间距是所述平凸透镜的焦距的0.5~1.5倍。