能源級光線直線傳輸的方法

2023-07-29 10:44:56 2

專利名稱：能源級光線直線傳輸的方法
技術領域：
本發明專利涉及的是能源級光線直線傳輸的方法，尤其是一種通過圓柱體光密介質和縮聚鏡為主體的集成縮聚功能單元組成能源級光線直線傳輸的單位元，進行能源級光線直線傳輸的方法。
背景技術：
縮聚鏡分為折射、反射、全反射縮聚鏡和折射、反射縮聚鏡兩種。能源級光線直線傳輸的方法是以折射、反射、全反射縮聚鏡(申請號 201010028057. 4)，折射、反射、全反射縮聚鏡為主體的集成聚光方法(申請號 201010134349. 6)，折射、反射縮聚鏡(申請號201010028058. 9)，折射、反射縮聚鏡為主體的集成聚光方法(申請號:201010134358. 5)為基礎。

發明內容
本發明的目的是以圓柱體光密介質和縮聚鏡為主體的集成縮聚功能單元為主體， 提供一種能源級光線直線傳輸的方法。圓柱體光密介質的光線入射端包括圓柱體光密介質的光線入射面，且對圓柱體光密介質的側面進行區別。本發明能源級光線直線傳輸的方法，包括光密介質、光疏介質、非光學介質，其特徵在於通過光學介質直線部分、光線傳輸縮聚部分、光學介質接口部分構成能源級光線直線傳輸的單位元；光學介質直線部分由光密介質和光疏介質構成，傳輸光線的方式是以全反射方式傳輸，光學介質直線部分的光密介質是圓柱體光密介質，光學介質直線部分的光疏介質分為兩種，第一種是真空，第二種是空氣；光線傳輸縮聚部分起到縮聚光線和調整光線方向的作用，光線傳輸縮聚部分是縮聚鏡為主體的集成縮聚功能單元，縮聚鏡為主體的集成縮聚功能單元分為兩種結構，第一種是以折射、反射、全反射縮聚鏡為主體的集成縮聚功能單元，第二種是以折射、反射縮聚鏡為主體的集成縮聚功能單元；光學介質接口部分分為兩種，第一種是圓柱體光密介質的兩端，第二種是縮聚鏡為主體的集成縮聚功能單元的上、下表面；光學介質接口之間的連接方法是一個圓柱體光密介質和一個縮聚鏡為主體的集成縮聚功能單元連接成最基本的能源級光線直線傳輸的單位元，能源級光線直線傳輸的單位元連接成能源級光線直線傳輸的光學介質通道；圓柱體光密介質具有雙向傳輸功能，圓柱體光密介質的兩端均可作為光線的入射端和光線的出射端，圓柱體光密介質的光線入射端與縮聚鏡為主體的集成縮聚功能單元的光線出射面連接，兩個接口平面的中心對稱軸重合，兩個接口平面完全接觸，達到一體化的效果，縮聚鏡為主體的集成縮聚功能單元的光線出射面小於且不超出圓柱體光密介質的光線入射端；圓柱體光密介質的光線出射端與縮聚鏡為主體的集成縮聚功能單元的光線入射面連接，兩個接口平面的中心對稱軸重合，兩個接口平面完全接觸，達到一體化的效果，圓柱體光密介質的光線入射端小於且不超出縮聚鏡為主體的集成縮聚功能單元的光線出射面；能源級光線直線傳輸的單位元對光線傳輸具有單向性，單向性傳輸光線的特徵是由縮聚鏡的單向縮聚光線的功能決定的；能源級光線直線傳輸的單位元的長度主要由圓柱體光密介質的長度決定，圓柱體光密介質的自身重力造成圓柱體光密介質出現彎曲現象，圓柱體光密介質的長度與圓柱體光密介質的彎曲程度成正比，會造成圓柱體光密介質兩端的接口平面發生角度偏移，為了保證圓柱體光密介質兩端接口連接的誤差不會造成光線逃逸，圓柱體光密介質的彎曲程度在可以忽略的程度，且圓柱體光密介質彎曲不會造成與非光學介質接觸，圓柱體光密介質自身的重量不會造成圓柱體光密介質折斷。本發明能源級光線直線傳輸的方法由以下附圖和實施例詳細給出。


圖1是能源級光線直線傳輸的單位元的截面示意圖；圖2是產生非光線環形區域的截面示意圖。
具體實施例方式實施例能源級光線直線傳輸的單位元需要固定和密封，固定光學介質部分分為兩部分，第一部分是固定光學介質直線部分、光線傳輸縮聚部分的位置，第二部分是密封光學介質直線部分、光線傳輸縮聚部分。圖1是能源級光線直線傳輸的單位元的截面示意圖，(1)表示在能源級光線直線傳輸的單位元內光線的整體傳輸方向，當能源級光線直線傳輸的單位元是中心對稱，表示能源級光線直線傳輸的單位元的中心對稱軸，當能源級光線直線傳輸的單位元是非中心對稱，表示以虛擬割補方式找到的虛擬中心對稱軸，( 表示圓柱體光密介質的光線入射面， (3)表示圓柱體光密介質，(4)表示縮聚鏡為主體的集成縮聚功能單元的光線入射面，(5) 表示縮聚鏡為主體的集成縮聚功能單元的光線出射面；光線從圓柱體光密介質的光線入射面⑵進入，在圓柱體光密介質⑶內以全反射方式傳輸光線，圓柱體光密介質⑶的外層光疏介質存在兩種情況，第一種是真空，第二種是空氣，圓柱體光密介質(3)內的光線從縮聚鏡為主體的集成縮聚功能單元的光線入射面(4)進入，在縮聚鏡為主體的集成縮聚功能單元內對光線進行縮聚和調整方向，光線從縮聚鏡為主體的集成縮聚功能單元的光線出射面(5)出來；當圓柱體光密介質C3)出現彎曲現象時，對在圓柱體光密介質C3)內以全反射方式傳輸的光線的入射角度具有破壞作用，當圓柱體光密介質(3)出現彎程度在可控範圍內，雖然光線的入射角度被破壞，但是光線的角度仍然能夠滿足全反射的臨界角度，光線在圓柱體光密介質(3)內以全反射方式傳輸；當圓柱體光密介質(3)出現彎程度超過可控範圍，對光線的入射角度破壞到不能滿足全反射的臨界角度，光線以折射的方式從圓柱體光密介質(3)內逃逸出來；圓柱體光密介質(3)的截面半徑小於縮聚鏡為主體的集成縮聚功能單元光線入射面的半徑，從圓柱體光密介質(3)出來的光線在縮聚鏡為主體的集成縮聚功能單元光線入射面的中心區域進入縮聚鏡為主體的集成縮聚功能單元，其目的是避免光線的逃逸，圓柱體光密介質C3)和縮聚鏡為主體的集成縮聚功能單元一體化，組成能源級光線直線傳輸的單位元，形成一條能源級光線直線傳輸的光線傳輸通道，需要用能源級光線直線傳輸的單位元一個一個地連接起來，能源級光線直線傳輸的單位元的縮聚鏡為主體的集成縮聚功能單元的光線出射面(5)與下一個能源級光線直線傳輸的單位元圓柱體光密介質的光線入射面( 連接，能源級光線直線傳輸的單位元的縮聚鏡為主體的集成縮聚功能單元的光線出射面(5)小於且不超出下一個能源級光線直線傳輸的單位元圓柱體光密介質的光線入射面O)，能源級光線直線傳輸的單位元之間的連接方式是依次重複，每個能源級光線直線傳輸的單位元的中心對稱軸(1)重合；對能源級光線直線傳輸的單位元的固定的基本原則是不影響光學元件的光學功能；固定方式分為兩種情況，第一種情況是能源級光線直線傳輸的單位元的圓柱體光密介質C3)和縮聚鏡為主體的集成縮聚功能單元形成一個整體，第二種情況是能源級光線直線傳輸的單位元的圓柱體光密介質C3)和縮聚鏡為主體的集成縮聚功能單元接觸式組合；在能源級光線直線傳輸的單位元內，非光線環形區域是起到固定能源級光線直線傳輸的單位元的基礎，非光線環形區域出現的原因是在兩個光學元件之間，第一個光學元件內的光線進入第二個光學元件內，第一個光學元件的光線出射面小於第二個光學元件的光線入射面，在第二個光學元件的光線入射面以下的環形區域無光線出現，這就是非光線環形區域；非光線環形區域的作用有兩個 一是固定能源級光線直線傳輸的單位元的基礎，二是起到導熱連接的作用，將能源級光線直線傳輸的單位元產生的熱能導出來，能源級光線直線傳輸的單位元產生熱能的主要原因有一是光學材料本身存在缺陷，二是製造工藝的缺陷。圖2是產生非光線環形區域的截面示意圖，(6)表示光線出射面和光線入射面的中心對稱軸和光線的整體傳輸方向，(10)表示光線的出射面，(11)表示光線的入射面，(7) 表示圓柱體光學元件，當光學元件是非圓柱體，就是以光線出射面為基礎虛擬的圓柱體光學元件，(8)表示經過光線出射面邊緣區域的臨界光線(9)與光線出射面的圓柱體光學元件(7)形成的臨界夾角α，(9)表示經過光線出射面邊緣區域的臨界光線，(13)表示圓柱體光學元件，當光學元件是非圓柱體，就是以光線入射面為基礎虛擬的圓柱體光學元件，(14) 表示圓柱體光學介質(7)在圓柱體光學介質(1 內的虛擬邊際，(16)表示經過光線出射面邊緣區域的臨界光線(9)在圓柱體光學介質(13)內的全反射點，(12)表示全反射點(16) 到虛擬邊際(14)的垂線，(15)表示圓柱體光學介質(13)的光線出射面；光線出射面(10) 的半徑是r，光線入射面(11)的半徑是R，全反射點(16)到光線入射面(11)的長度為1，根據相似三角形，有以下關係
Ir^ =
R + r 上+ / tg(oc)
J R-rΓ
tg{a)1為在圓柱體光學介質(13)中非光線環形區域的長度，1的大小由R、r、α三個因素決定，在α —定的情況下，當(R-r)變大，1也變大；當(R-r)變小，1也變小；在(R_r) 一定的情況下，α變大，1變小；α變小，1變大；當光線出射面(10)與光線入射面(11)完全重合時，圓柱體光學介質(1 中非光線環形區域的長度1是個定值；當光線出射面(10) 與光線入射面(11)存在夾角時，圓柱體光學介質(1 中非光線環形區域的長度1是變值； 當光線出射面(10)與光線入射面(11)的中心對稱軸發生錯位時，圓柱體光學介質(13)中非光線環形區域的長度1是變值。
權利要求
1.本發明能源級光線直線傳輸的方法，包括光密介質、光疏介質、非光學介質，其特徵在於通過光學介質直線部分、光線傳輸縮聚部分、光學介質接口部分構成能源級光線直線傳輸的單位元；光學介質直線部分由光密介質和光疏介質構成，傳輸光線的方式是以全反射方式傳輸，光學介質直線部分的光密介質是圓柱體光密介質，光學介質直線部分的光疏介質分為兩種，第一種是真空，第二種是空氣；光線傳輸縮聚部分起到縮聚光線和調整光線方向的作用，光線傳輸縮聚部分是縮聚鏡為主體的集成縮聚功能單元，縮聚鏡為主體的集成縮聚功能單元分為兩種結構，第一種是以折射、反射、全反射縮聚鏡為主體的集成縮聚功能單元，第二種是以折射、反射縮聚鏡為主體的集成縮聚功能單元；光學介質接口部分分為兩種，第一種是圓柱體光密介質的兩端，第二種是縮聚鏡為主體的集成縮聚功能單元的上、下表面；光學介質接口之間的連接方法是一個圓柱體光密介質和一個縮聚鏡為主體的集成縮聚功能單元連接成最基本的能源級光線直線傳輸的單位元，能源級光線直線傳輸的單位元連接成能源級光線直線傳輸的光學介質通道；圓柱體光密介質具有雙向傳輸功能，圓柱體光密介質的兩端均可作為光線的入射端和光線的出射端，圓柱體光密介質的光線入射端與縮聚鏡為主體的集成縮聚功能單元的光線出射面連接，兩個接口平面的中心對稱軸重合，兩個接口平面完全接觸，達到一體化的效果，縮聚鏡為主體的集成縮聚功能單元的光線出射面小於且不超出圓柱體光密介質的光線入射端；圓柱體光密介質的光線出射端與縮聚鏡為主體的集成縮聚功能單元的光線入射面連接，兩個接口平面的中心對稱軸重合，兩個接口平面完全接觸，達到一體化的效果，圓柱體光密介質的光線入射端小於且不超出縮聚鏡為主體的集成縮聚功能單元的光線出射面；能源級光線直線傳輸的單位元對光線傳輸具有單向性，單向性傳輸光線的特徵是由縮聚鏡的單向縮聚光線的功能決定的。
2.根據權利要求1所述能源級光線直線傳輸的方法，其特徵在於能源級光線直線傳輸的單位元的長度主要由圓柱體光密介質的長度決定，圓柱體光密介質的自身重力造成圓柱體光密介質出現彎曲現象，圓柱體光密介質的長度與圓柱體光密介質的彎曲程度成正比，會造成圓柱體光密介質兩端的接口平面發生角度偏移，為了保證圓柱體光密介質兩端接口連接的誤差不會造成光線逃逸，圓柱體光密介質的彎曲程度在可以忽略的程度，且圓柱體光密介質彎曲不會造成與非光學介質接觸，圓柱體光密介質自身的重量不會造成圓柱體光密介質折斷。
3.根據權利要求1所述能源級光線直線傳輸的方法，其特徵在於(1)表示在能源級光線直線傳輸的單位元內光線的整體傳輸方向，當能源級光線直線傳輸的單位元是中心對稱，表示能源級光線直線傳輸的單位元的中心對稱軸，當能源級光線直線傳輸的單位元是非中心對稱，表示以虛擬割補方式找到的虛擬中心對稱軸，(2)表示圓柱體光密介質的光線入射面，( 表示圓柱體光密介質，(4)表示縮聚鏡為主體的集成縮聚功能單元的光線入射面，( 表示縮聚鏡為主體的集成縮聚功能單元的光線出射面；光線從圓柱體光密介質的光線入射面(2)進入，在圓柱體光密介質(3)內以全反射方式傳輸光線，圓柱體光密介質 (3)的外層光疏介質存在兩種情況，第一種是真空，第二種是空氣，圓柱體光密介質(3)內的光線從縮聚鏡為主體的集成縮聚功能單元的光線入射面(4)進入，在縮聚鏡為主體的集成縮聚功能單元內對光線進行縮聚和調整方向，光線從縮聚鏡為主體的集成縮聚功能單元的光線出射面(5)出來。
4.根據權利要求1所述能源級光線直線傳輸的方法，其特徵在於當圓柱體光密介質(3)出現彎曲現象時，對在圓柱體光密介質(3)內以全反射方式傳輸的光線的入射角度具有破壞作用，當圓柱體光密介質(3)出現彎程度在可控範圍內，雖然光線的入射角度被破壞，但是光線的角度仍然能夠滿足全反射的臨界角度，光線在圓柱體光密介質(3)內以全反射方式傳輸；當圓柱體光密介質(3)出現彎程度超過可控範圍，對光線的入射角度破壞到不能滿足全反射的臨界角度，光線以折射的方式從圓柱體光密介質(3)內逃逸出來。
5.根據權利要求1所述能源級光線直線傳輸的方法，其特徵在於圓柱體光密介質(3) 的截面半徑小於縮聚鏡為主體的集成縮聚功能單元光線入射面的半徑，從圓柱體光密介質(3)出來的光線在縮聚鏡為主體的集成縮聚功能單元光線入射面的中心區域進入縮聚鏡為主體的集成縮聚功能單元，其目的是避免光線的逃逸，圓柱體光密介質(3)和縮聚鏡為主體的集成縮聚功能單元一體化，組成能源級光線直線傳輸的單位元，形成一條能源級光線直線傳輸的光線傳輸通道，需要用能源級光線直線傳輸的單位元一個一個地連接起來，能源級光線直線傳輸的單位元的縮聚鏡為主體的集成縮聚功能單元的光線出射面 (5)與下一個能源級光線直線傳輸的單位元圓柱體光密介質的光線入射面( 連接，能源級光線直線傳輸的單位元的縮聚鏡為主體的集成縮聚功能單元的光線出射面(5)小於且不超出下一個能源級光線直線傳輸的單位元圓柱體光密介質的光線入射面( ，能源級光線直線傳輸的單位元之間的連接方式是依次重複，每個能源級光線直線傳輸的單位元的中心對稱軸(1)重合。
6.根據權利要求1所述能源級光線直線傳輸的方法，其特徵在於對能源級光線直線傳輸的單位元的固定的基本原則是不影響光學元件的光學功能；固定方式分為兩種情況，第一種情況是能源級光線直線傳輸的單位元的圓柱體光密介質C3)和縮聚鏡為主體的集成縮聚功能單元形成一個整體，第二種情況是能源級光線直線傳輸的單位元的圓柱體光密介質( 和縮聚鏡為主體的集成縮聚功能單元接觸式組合。
7.根據權利要求1所述能源級光線直線傳輸的方法，其特徵在於在能源級光線直線傳輸的單位元內，非光線環形區域是起到固定能源級光線直線傳輸的單位元的基礎，非光線環形區域出現的原因是在兩個光學元件之間，第一個光學元件內的光線進入第二個光學元件內，第一個光學元件的光線出射面小於第二個光學元件的光線入射面，在第二個光學元件的光線入射面以下的環形區域無光線出現，這就是非光線環形區域；非光線環形區域的作用有兩個一是固定能源級光線直線傳輸的單位元的基礎，二是起到導熱連接的作用，將能源級光線直線傳輸的單位元產生的熱能導出來。
8.根據權利要求1所述能源級光線直線傳輸的方法，其特徵在於(6)表示光線出射面和光線入射面的中心對稱軸和光線的整體傳輸方向，(10)表示光線的出射面，(11)表示光線的入射面，(7)表示圓柱體光學元件，當光學元件是非圓柱體，就是以光線出射面為基礎虛擬的圓柱體光學元件，(8)表示經過光線出射面邊緣區域的臨界光線(9)與光線出射面的圓柱體光學元件(7)形成的臨界夾角α，(9)表示經過光線出射面邊緣區域的臨界光線，(13)表示圓柱體光學元件，當光學元件是非圓柱體，就是以光線入射面為基礎虛擬的圓柱體光學元件，(14)表示圓柱體光學介質(7)在圓柱體光學介質(1 內的虛擬邊際，(16) 表示經過光線出射面邊緣區域的臨界光線(9)在圓柱體光學介質(13)內的全反射點，(12) 表示全反射點(16)到虛擬邊際(14)的垂線，(15)表示圓柱體光學介質(13)的光線出射面；光線出射面(10)的半徑是r，光線入射面(11)的半徑是R，全反射點(16)到光線入射面(11)的長度為1，根據相似三角形，有以下關係
全文摘要
本發明能源級光線直線傳輸的方法，包括光密介質、光疏介質、非光學介質，其特徵在於通過光學介質直線部分、光線傳輸縮聚部分、光學介質接口部分構成能源級光線直線傳輸的單位元；光學介質直線部分由光密介質和光疏介質構成，傳輸光線的方式是以全反射方式傳輸，光學介質直線部分的光密介質是圓柱體光密介質，光學介質直線部分的光疏介質分為兩種，第一種是真空，第二種是空氣；光線傳輸縮聚部分起到縮聚光線和調整光線方向的作用，光線傳輸縮聚部分是縮聚鏡為主體的集成縮聚功能單元；光學介質接口部分分為兩種，第一種是圓柱體光密介質的兩端，第二種是縮聚鏡為主體的集成縮聚功能單元的上、下表面；光學介質接口之間的連接方法是一個圓柱體光密介質和一個縮聚鏡為主體的集成縮聚功能單元連接成最基本的能源級光線直線傳輸的單位元，能源級光線直線傳輸的單位元連接成能源級光線直線傳輸的光學介質通道。
文檔編號G02B27/09GK102385105SQ20101026641
公開日2012年3月21日 申請日期2010年8月30日 優先權日2010年8月30日
發明者王玄極 申請人:成都易生玄科技有限公司