[发明专利]一种太阳能聚光光导纤维接口装置

摘要

本发明涉及一种太阳能聚光光导纤维接口装置，包括费涅尔透镜、设置在费涅尔透镜下方的聚光接口器、及设置在聚光接口器内的石英光导纤维，所述石英光导纤维包括变径段和等直径段，其中变径段为接收太阳光的前端，且变径段端部的面积等于入射太阳光透过费涅尔透镜的太阳聚光光斑区域的面积。本发明利用石英光导纤维接受太阳光，特殊的变径段结构作为接收端来有效解决费涅尔透镜高倍点聚光后光斑分散在比较大区域与输送的石英光纤直径有限之间的这一矛盾的。

主权项

一种太阳能聚光光导纤维接口装置，包括处于同一光轴上的费涅尔透镜(1)以及设置在该费涅尔透镜(1)光路中的用于安装光导纤维(3)的聚光接口器(2)，其特征在于：所述的光导纤维(3)包括接收太阳能的渐缩结构的倒锥形变径段(31)和等直径段(32)，其中变径段(31)固定在聚光接口器(2)内；所述的费涅尔透镜(1)的焦距L与费涅尔透镜(1)最大半径R满足式(1)入射角度要求：arctg(R/L)＝α＜(α0 γ) (1)；其中α为太阳光从费涅尔透镜透射进入光导纤维的入射角度，α0为等直径光纤的太阳能最大允许接收角，γ为光导纤维变径段的变径角度；其中等直径光纤的太阳能最大允许接收角α0由下3式决定：Ymin＝arcsin (n3/n1)Xmax＝π/2 Yminα0＝arcsin(n1sinXmax/n0)其中X为入射光线由空气到光导纤维玻璃芯折射后的出射角，Y为该光线由光导纤维玻璃芯到光导纤维玻璃包层发生折射时的入射角，Z为该光线二次折射后的出射角，Ymin为入射光线发生全反射时的临界角，当Y＞Ymin时，均可发生全反射，Xmax为对应Ymin和α0的一次折射出射角，n0为空气折射率，n1为光导纤维折高折射率玻璃芯的折射率，n3为光导纤维低折射率玻璃包层折射率；渐缩结构的锥形变径段(31)端部的面积等于入射太阳光透过费涅尔透镜(1)的太阳聚光光斑区域的面积。