靜態光束採集和光束聚合及發散的方法及裝置的製作方法

2023-04-25 04:27:01 1

專利名稱：靜態光束採集和光束聚合及發散的方法及裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種靜態光束採集和光束聚合及發散的方法及裝置，特別是一 種非跟蹤光束的採集和光束被層層疊加聚合的方法及裝置，還特別的是一種光 束被層層發散的方法及裝置。
背景技術：
眾所周知，太陽光能量極大、覆蓋範圍極廣，取之不盡用之不竭的光源， 但同時，太陽光相對於任意固定的點是周期性移動的。針對這種能量大、範圍 廣，但周期性移動的光束，在現實中的樓宇建築、隧道、地下室、水面艦船、 航空器、海島、高山、雪山等領域和地區就因為缺少能夠釆集和聚合太陽光的
裝置，照射到這些物體表面的太陽光很多未被利用；篝火和火把發出的光是不 規則移動的，是微弱的，但野外沒油沒電而停駛的汽車，外海沒油沒電而拋錨 的艦船，孤島上沒電的手機，就因為缺少利用篝火和火把的光能裝置，而不能 發出求救的信號；被人工控制的探照燈可以照射到幾公裡，就因為缺少把探照 燈光束採集並且聚合的裝置，而不能照射到幾十公裡，甚至幾百公裡；2008年 初發生在中國一些地方的凍雨，就因為缺少把普通電光源發出的光束採集並且 聚合的裝置而不能把高強度光束直接照射到冰雪使之融化，不得不依靠人們冒 著生命危險爬上高壓鐵塔手工敲碎冰雪；
節能環保越來越被人們所關注，採集光束再配合發電裝置被證明是十分節 能環保的，但自然界太陽光的光照強度不髙和周期性移動特性，大大的增加了 一些現行的採集光束裝置的成本；就因為缺少太陽光採集和聚合裝置，使得照 射到單位面積的太陽能電池板上的太陽光強度不夠導致發電效率不夠高，再者， 那些跟蹤太陽光的裝置本身還要消耗寶貴的電能用以跟蹤太陽光，再加上跟蹤 裝置的機械轉動維護成本、太陽能電池板的光斑效應等因素，使得這類太陽光 發電裝置的發電成本比較的高。
在照明方面，各種電光源，如金滷燈，日光燈，節能燈，無極燈等電光源 的顯色性越來越髙，但它們只是接近太陽光，而採集並且聚合後的太陽光，在 配套照明裝置後的光照環境顯而易見，比各種電光源更加環保。
在臨床醫學上用的"光刀"就因為缺少分散控制高強度光束的裝置而難以推廣。
以及電光源刺眼的眩光問題，在一些領域也仍然存在。 因此進一步開發一種靜態光束採集和光束聚合及發散的方法及裝置對於開 發利用周期性移動的光束、非周期性移動的光束、非移動光束，加以採集並以 "層層疊加"方式疊加聚合得到多種加強了強度的光束的裝置，對實現多種不 同領域的需要，還有對分散利用高強度光束的領域，具有十分巨大的現實意義。

發明內容
本發明的目的在於提供一種針對周期性移動的光束、非周期性移動的光 束、非移動光束的採集，提出一種靜態的，非跟蹤光束的光束採集，縮小光照 截面積和聚合光能的方法及裝置；本發明的目的還在於提供一種針對高強度 光束，提出一種擴大光照截面積和發散光能的方法及裝置。
該靜態光束採集和光束聚合方法是把"若千個不轉動的、不同朝向的凸 透鏡"組成一組，而且讓這些凸透鏡在被採集光束的任意時刻，都會有光束進 入這個組中至少一個凸透鏡，若干個這樣的組所採集的若干束弱光通過若干次 導光管的傳輸和透鏡組的多層次的疊加聚合而得到一束強光束的方法。
該靜態光束採集和光束聚合裝置是該裝置主要由採光部分、疊加聚光部 分、輸出部分、最終輸出部分組成。所述釆光部分包括陣列形式的周期採光 單位組Cm;所述周期採光單位組Cm是包括m(nFl,2,3…N的自然數)個結構相 同的周期採光單位C1;所述周期採光單位Cl是包括採光單元組Bm、初級聚光 輸出導光管組7、聚光部分8;所述採光單元組Bm包括m (df1，2，3…N的自然
數)個結構相同的採光單元B1;所述採光單元B1包括採光凸透鏡A1、採光 導光管組Dm、初級聚光透鏡組5、初級聚光輸出導光管6;採光導光管組Dm包 括m (1^1，2，3...N的自然數)個採光導光管4;所述初級聚光輸出導光管組7 是包括m (m=l， 2， 3...N的自然數)個初級聚光輸出導光管6;所述聚光部分8包 括聚光透鏡組9、聚光輸出導光管10;所述疊加聚光部分包括第l次疊加 聚光單位El、第2次疊加聚光單位E2、第n次疊加聚光單位En (n=l， 2， 3...N 自然數)；所述第1次疊加聚光單位El包括聚光輸出導光管組11、第1次疊 加聚光透鏡組Fl、第1次疊加聚光輸出導光管Gl;所述聚光輸出導光管組11 包括m (m=l，2，3...N的自然數)個聚光輸出導光管10;第2次疊加聚光單位 E2包括第l次疊加輸出導光管組Glm、第2次疊加聚光透鏡組F2、第2次疊 加輸出導光管G2;所述第1次疊加輸出導光管組Glm包括m (m=l， 2， 3...N的 自然數)個第1次疊加聚光輸出導光管Gl;第n次疊加聚光單位En包括:第(n-1) 次疊加輸出導光管組G (n-l) m、第n次疊加聚光透鏡組Fn、第n次疊加輸出 導光管Gn;所述第(n-1)次疊加輸出導光管組G(n-l)m包括m (m=l， 2， 3...N 的自然數)個第(n-l)次疊加聚光輸出導光管G( n-l);所述輸出部分是包括 初級聚光輸出導光管組7、聚光輸出導光管組11、第1次疊加聚光輸出導光管 組Glm、第2次疊加輸出導光管組G2m、第(n-1)次疊加輸出導光管G (n-1) m; 所述最終輸出部分包括第n次疊加輸出導光管Gn;其特徵還在於裝置的各 部分依次連接在支架15上；各輸出部分的輸出端都朝向對 透鏡組的第一個凸 透鏡。當光束入射採光單元時，首先是經過凸透鏡的聚光作用光線聚焦入射到 位於凸透鏡的後焦點附近的採光導光管組，然後被採光導光管組改變方向後入 射初級聚光透鏡組，光束經過初級聚光透鏡組的第一個凸透鏡的後焦點後入射第二個透鏡，然後再以平行光的方式入射初級聚光輸出導光管。
當光束經過周期採光單位時，任意時刻的移動光束會入射周期採光單位的m 個(nFl，2，3.,.N的自然數)採光凸透鏡的l個或多個，經過所入射的採光單元 後被初步聚合到對應的初級聚光輸出導光管，經過初級聚光輸出導光管改變方 向後入射聚光透鏡組的第一個凸透鏡，經過第二個透鏡後進入聚光輸出導光管。 如果移動光束是太陽光束，那麼在一年的365天的日照時間內，任意時刻的太 陽光束都會入射周期採光單位的m個採光凸透鏡的某1個或多個，然後在所有 周期採光單位的聚光輸出導光管都會存在被採集到太陽光束。
當光束經過第1次疊加聚光單位的過程是任意時刻的移動光束會同時入 射若干個各自獨立的周期採光單位，光束在它們各自的聚光輸出導光管中被改 變方向後入射某一個第1次疊加聚光透鏡組的第1個凸透鏡，經過第2個透鏡 後進入第1次疊加聚光輸出導光管，這樣一來就得到了第1次被疊加的光束。
當光束經過第2次疊加聚光單位的過程是若千個第1次疊加聚光輸出導 光管中的光束在它們各自的第1次疊加聚光輸出導光管中被改變方向後入射某 一個第2次疊加聚光透鏡組的第1個凸透鏡，經過第2個透鏡後進入第2次疊 加聚光輸出導光管，這樣一來就得到了第2次被疊加的光束。
依此進行，當光束經過第n次(n-l,2，3."N的自然數)疊加聚光單位的過 程是若干個第n-1次疊加聚光輸出導光管中的光束在它們各自的第n-1次疊 加聚光輸出導光管中被改變方向後入射第n次疊加聚光透鏡組的第1個凸透鏡， 經過第2個透鏡後進入第n次疊加聚光輸出導光管，這樣一來就得到了第n次 被疊加的光束。
而且，光束經過每個透鏡組後，因為第二個透鏡的焦距小於第一個凸透鏡， 所以其截面積都被縮小。
在不考慮損耗的情況下，如果每個周期採光單位採集的光束為1個光強單 位，那麼m個周期採光單位的光束進入某一個第1次疊加聚光單位的後，就可 以輸出m倍光強單位的光束。
當m個各自獨立的第1次疊加聚光單位的輸出光束經過某一個第2次疊加 聚光單位的後，就可以輸出n^m倍光強單位的光束。
當m個各自獨立的第2次疊加聚光單位的輸出光束經過某一個第3次疊加 聚光單位的後，就可以輸出111*111*111倍光強單位的光束。
依此進行，當m個各自獨立的第n-1次疊加聚光單位的輸出光束經過第n 次疊加聚光單位En後，就可以輸出m的n次方倍光強單位的光束。
本發明中所述的m和n是屬於數學範疇的自然數，也就是說本裝置可以根 據需要光強度的不同而選擇確定m和n的具體數值，確定疊加的層數和周期採 光單位的數量。
本發明中所述周期採光單位的m個採光凸透鏡所組成的表面形狀可以根據被採集的光束的特性而設計成不同的形狀。比如說太陽光要選用凸出的球冠曲 面形狀。
該光束髮散方法是 一束強光束經過多層次透鏡組的發散和導光管的傳輸 最終通過一些透鏡組發散成若干束弱光的方法。
該光束髮散裝置是因為光路可逆，所以與靜態光束採集和光束聚合裝置 完全相同的裝置就可以作為光束髮散的裝置，所不同的就是強光束從該裝置 的最終輸出端入射，釆光凸透鏡射出。因為透鏡組的第二個透鏡凸透鏡的焦距 小於第一個透鏡，所以光束的截面積被擴大了；因為導光管傳送並且改變了光 束的方向，所以光束一層層的通過透鏡組， 一層層的被發散，最終從採光凸透 鏡射出，從而得到了被層層發散的減弱了強度的光束。
當m的n次方倍光強單位的光束入射第n次疊加聚光單位En後，在每一個 周期採光單位都可以輸出1倍光強單位的發散的光束。
本發明具有如下優點
1) 整個裝置保持非跟蹤被採集光束的狀態。
2) 光束聚合的方法可以採集周期性移動的光束、非周期性移動的光束、還 可以採集不移動的光束。
3) 光束髮散的方法無論入射光束是否移動，都可以將它發散成穩定的光束。
4) 結構簡單、維護成本低廉。
5) 對使用裝置的客觀環境要求不高，適應性強。


下面結合附圖和實施例對本發明做進一步說明。 圖l:採光單元結構示意圖
附圖標記採光凸透鏡Al、採光導光管4、包括m (m=l, 2, 3...N的自然數) 個採光導光管4的採光導光管組Dm、初級聚光透鏡組5、初級聚光輸出導光管6。 圖2:周期採光單位結構示意圖
附圖標記採光單元B1、包括m (nFl，2，3…N的自然數)個採光單元Bl 的採光單元組Bm、初級聚光輸出導光管6、包括m (df1， 2， 3...N的自然數)個 初級聚光輸出導光管6的初級聚光輸出導光管組7、聚光部分8、聚光透鏡組9、 聚光輸出導光管10、支架15。
圖3:採集移動光束的周期採光單位的m個正圓形採光凸透鏡的球冠面曲 面結構正視示意圖
附圖標記採光凸透鏡A1、包括ni(m-l,2，3…N的自然數)個採光凸透鏡 Al的釆光凸透鏡組Am。
圖4:採集移動光束的周期採光單位的m個正六邊形採光凸透鏡的球冠面曲面結構正視示意圖
附圖標記採光凸透鏡A1、包括111(111=1，2，3.."的自然數)個採光凸透鏡 Al的採光凸透鏡組Am。
圖5:採集移動光束的周期採光單位的m個正方形採光平面透鏡的球冠面
曲面結構正視示意圖
附圖標記採光凸透鏡A1、包括m (111=1，2，3..^的自然數)個採光平面透 鏡Al的採光平面透鏡組Am。
圖6:採集非移動平行光束的周期採光單位的m個正方形採光平面透鏡的 平面結構正視示意圖
附圖標記採光凸透鏡A1、包括m (nFl，2，3…N的自然數)個採光平面透 鏡Al的採光平面透鏡組Am。
如圖7採集移動光束的周期採光單位的m個正圓形採光凸透鏡的半球冠曲 面結構頂視示意圖
附圖標記採光凸透鏡A1、包括m (nFl,2, 3...N的自然數)個採光凸透鏡 Al的採光凸透鏡組Am。
圖8:透鏡組結構示意圖
附圖標記前面的凸透鏡20、後面的是凸透鏡21。 圖9:第1次疊加聚光單位結構示意圖
附圖標記周期採光單位C1、包括m(m-l,2，3…N的自然數)個周期採光 單位Cl的周期採光單位Cm、聚光輸出導光管10、包括m (m=l， 2， 3...N的自然 數)個聚光輸出導光管10的聚光輸出導光管組11、第1次疊加聚光透鏡組F1、 凸透鏡20、凸透鏡21、第1次疊加聚光輸出導光管G1。
圖10:本發明整體結構示意圖
附圖標記周期採光單位Cl、第1次疊加聚光單位El、第1次疊加聚光 透鏡組F1、第1次疊加聚光輸出導光管G1、第l次疊加輸出導光管組Glm、第 2次疊加聚光單位E2、第2次疊加聚光透鏡組F2、第2次疊加聚光輸出導光管 G2、第2次疊加輸出導光管組G2m、第3次疊加聚光單位E3、第(n-l)次 (n=l，2,3...N自然數)疊加聚光單位E (n-1)、第(n-1)次疊加聚光輸出導光 管G (n-l)、第(n-1)次疊加輸出導光管組G (n-1) m、第n次疊加聚光單位 En (n=l，2，3...N自然數)、第n次疊加聚光輸出導光管Gn。
圖11 : 一個採集太陽光的整體結構示意圖
附圖標記12個周期採光單位C1、 12個聚光輸出導光管10、 4個第1次 疊加聚光單位El、 4個第1次疊加聚光輸出導光管Gl、 2個第2次疊加聚光單 位E2、 2個第2次疊加聚光輸出導光管G2、 1個第3次疊加聚光單位E3、 l個 第3次疊加聚光輸出導光管G3。
具體實施例方式
實施例一:一個靜態太陽光光束採集和光束聚合裝置結構如圖ll,此時採 光部分採用周期性採光結構的凸透鏡組的裝置，每個周期性採光單位C1的凸透 鏡組Am所形成的陣列曲面是如圖3結構的凸出的類似老式雷達的球冠面，這個 曲面是對應太陽光在365天裡移動的經緯度而確定的，要保證在太陽光的任意 時刻都能夠入射一個或多個凸透鏡。每個採光凸透鏡組Am也可以是如圖5的平 面透鏡曲面，還可以是如圖4的六邊形凸透鏡組成的曲面。該裝置包括12個周 期性採光單位Cl、 4個第1次疊加聚光單位El、 2個第2次疊加聚光單位E2、 1 個第3次疊加聚光單位E3、 1個第3次疊加聚光輸出導光管G3;當太陽光入射 12個周期性採光單位Cl時，被聚光的光束進入12根聚光輸出導光管10，被分 組進入4個第1次疊加聚光單位El，被第1次疊加聚光後進入4根第1次疊加 聚光輸出導光管Gl,再被分組進入2個第2次疊加聚光單位E2，被第2次疊加 聚光後進入2根第2次疊加聚光輸出導光管G2，然後一同進入第3次疊加聚光 單位E3，被第3次疊加聚光後從第3次疊加聚光輸出導光管G3射出。因此，入 射12個周期性採光單位Cl的光被3次疊加到原來光強的12倍，而且光束的橫 截面縮小到小於原來的1/12，從第3次疊加聚光輸出導光管G3射出。
實施例二 一個靜態篝火、火把的光束採集和光束聚合裝置結構如圖ll， 此時採光部分釆用非周期性採光結構的凸透鏡組的裝置，每個周期性採光單位 Cl的凸透鏡組Am所形成的曲面是完整的半球面如圖7，這個曲面是對應無規律 移動的光束，要保證在任意時刻都有入射每個凸透鏡組Am的一個或多個凸透鏡。 當篝火、火把的光束同時進入12個周期性採光單位Cl時，經過與實施例一相 同的過程，被3次聚光後從第3次疊加聚光輸出導光管G3射出。因此，篝火、 火把的光束入射12個周期性採光單位Cl被三次疊加到原來光強的12倍，而且 光束的橫截面縮小到小於原來的1/12，從第3次疊加聚光輸出導光管G3射出。
實施例三 一個靜態探照燈光束採集和光束聚合裝置結構如圖11，此時 採光部分採用非移動光束透鏡組結構，每個周期性採光單位Cl的凸透鏡組Am 組成平面，這個平面是對應非移動的平行光束，要保證在任意都入射凸透鏡組 Am的全部透鏡。每個採光凸透鏡組Am也可以是如圖6平面透鏡平面。當12個 探照燈的光束分別進入該12個這樣的周期性採光單位Cl時，經過與實施例一 相同的過程，被3次聚光後從第3次疊加聚光輸出導光管G3射出。因此，12個 探照燈的光束，入射12個這樣的周期性採光單位Cl後，被三次疊加到一個探 照燈光強的12倍，而且光束的橫截面縮小到小於原來的1/12，從第3次疊加聚 光輸出導光管G3射出。
實施例四冠面光束髮散裝置與實施例一完全相同的裝置，當強光束從 第3次疊加聚光輸出導光管G3射入，經過第3次疊加聚光單位E3後，被分散 到2根第2次疊加聚光輸出導光管G2中，分別進入2個第2次疊加聚光單位E2，被分散到4根第1次疊加聚光輸出導光管Gl中，再分別進入4個第1次疊加聚 光單位El，被分散到12根聚光輸出導光管10中，分別進入12個周期性採光單 位C1，最後被分散到若干個採光導光'管4中，再經過對應的採光凸透鏡發散出 來。因此，入射的光被發散入射到每個周期性採光單位Cl時的光強為入射光強 的1/12倍，最後經過採光凸透鏡A1的發散光束更弱。而發散範圍將是類似老 式雷達的球冠面如圖3向空間擴散。
實施例五半球光束髮散裝置與實施例二完全相同的裝置，當強光束從 第3次疊加聚光輸出導光管G3射入，經過實施例四相同的過程後，最後被分散 到若干個採光導光管4中，再經過對應的採光凸透鏡發散出來。因此，入射的 光被發散入射到每個周期性採光單位Cl時的光強為入射光強的1/12倍，最後 經過採光凸透鏡Al的發散光束更弱。而發散範圍將是半球冠面如圖7向空間擴 散。
實施例六平面光束髮散裝置與實施例三完全相同的裝置，當強光束從
第三次疊加聚光輸出導光管G3射入，經過實施例四相同的過程後，最後被分散 到若干個採光導光管4中，再經過對應的釆光凸透鏡發散出來。因此，入射的 光被發散入射到每個周期性採光單位Cl時的光強為入射光強的1/12倍，最後 經過凸透鏡平面向四周空間擴散；如果最後經過的是平面透鏡，光發散範圍如 圖6以平面正前方擴散。
權利要求
1.一種靜態光束採集和光束聚合方法，其特徵在於把若干個不轉動的、不同朝向的凸透鏡組成一組，而且讓這些凸透鏡在被採集光束的任意時刻，都會有光束進入這個組中至少一個凸透鏡，若干個這樣的組所採集的若干束弱光通過多次導光管的傳輸和透鏡組的多層次的疊加聚合而得到一束強光束的方法。
2. 根據權利要求1所述靜態光束採集和光束聚合方法，其特徵在於若干 個不轉動的、不同朝向的凸透鏡是用來最初的採光和聚光；這些凸透鏡可以連 接在一起，也可以離散放置；這些凸透鏡連接在一起時所形成的曲面可以任意 變化，但遵循的準則是在被採集光束移動周期內的任何時刻，都有光束入射 一個或多個凸透鏡；這些凸透鏡的變形包括圓形或多邊形的凸透鏡或平面透鏡o
3. 根據權利要求1所述靜態光束採集和光束聚合方法，其特徵在於透鏡組是包括位於前面的凸透鏡20、位於後面的是凸透鏡21,或者是凹透鏡，但 前後透鏡的焦點必須重合(兩個都是凸透鏡時前面透鏡的後焦點和後面透鏡的 前焦點重合，後凹透鏡時的凹透鏡的後焦點和凸透鏡的後焦點重合)，而且後一 個透鏡的焦距， 一定小於前面凸透鏡的焦距。
4. 一種靜態光束採集和光束聚合裝置，其特徵在於該裝置主要由採光部分、疊加聚光部分、輸出部分、最終輸出部分組成。所述採光部分包括陣列形式的周期採光單位組Cm;所述周期採光單位組Cm是包括m (m=l， 2， 3...N的自 然數)個結構相同的周期採光單位Cl;所述周期採光單位CI是包括採光單元組 Bm、初級聚光輸出導光管組7、聚光部分8;所述釆光單元組Bm包括m(m=l， 2， 3...N的自然數)個結構相同的採光單元Bl;所述採光單元Bl包括 採光凸透鏡A1、採光導光管組Dm、初級聚光透鏡組5、初級聚光輸出導光管6; 採光導光管組Dm包括m (m=l，2，3...N的自然數)個採光導光管4;所述初級 聚光輸出導光管組7是包括m(m=l， 2， 3...N的自然數)個初級聚光輸出導光管6; 所述聚光部分8包括聚光透鏡組9、聚光輸出導光管10;所述疊加聚光部分 包括第1次疊加聚光單位E1、第2次疊加聚光單位E2、第n次疊加聚光單位 En (n=l, 2， 3...N自然數)；所述第1次疊加聚光單位El包括聚光輸出導光管 組11、第1次疊加聚光透鏡組Fl、第1次疊加聚光輸出導光管Gl;所述聚光輸 出導光管組ll包括m (111=1，2，3..^的自然數)個聚光輸出導光管10;第2次 疊加聚光單位E2包括第l次疊加輸出導光管組Glm、第2次疊加聚光透鏡組 F2、第2次疊加輸出導光管G2;所述第1次疊加輸出導光管組Glm包括m(m二l,2，3…N的自然數)個第1次疊加聚光輸出導光管G1;第n次疊加聚光單 位En包括第(n-1)次疊加輸出導光管組G (n-1) m、第n次疊加聚光透鏡組 Fn、第n次疊加輸出導光管Gn;所述第(n-1)次疊加輸出導光管組G(n-l)m包 括m (n^l,2，3…N的自然數)個第(n-l)次疊加聚光輸出導光管G ( n-l);所述輸出部分是包括初級聚光輸出導光管組7、聚光輸出導光管組11、第1次疊加聚光輸出導光管組Glm、第2次疊加輸出導光管組G2m、第(n-1)次疊加輸出導光管G (n-1) m;所述最終輸出部分包括第n次疊加輸出導光管Gn;其特徵還在於裝置的各部分依次連接在支架15上；各輸出部分的輸出端都朝向對應透鏡組的第一個凸透鏡。
5. 根據權利要求1所述靜態光束採集和光束聚合裝置，其特徵在於導光管是光導纖維或是內部中空的有反射裝置的管狀物。
6. 根據權利要求4所述靜態光束採集和光束聚合裝置，其特徵在於採光凸透鏡組Am包括m (111=1，2，3..^的自然數)個採光凸透鏡A1;所述採光凸透鏡組Am是m (nF4，2，3…N的自然數)個不轉動的、不同朝向的凸透鏡；所述採光導光管組Dm的輸入端橫截面圍成凹陷的曲面；所述各部分的透鏡組都包括:位於前面的凸透鏡20、位於後面的是凸透鏡21，前面凸透鏡的後焦點和後面凸透鏡的前焦點重合，而且後一個凸透鏡的焦距， 一定小於前面凸透鏡的焦距。
7. 根據權利要求l所述靜態光束採集和光束聚合裝置，其特徵在於當任意時刻的光束如太陽光入射本裝置的採光部分，不同光束分別進入m(m=l, 2， 3...N的自然數)個周期採光單位Cl的某一個或幾個採光單元Bl，光束經過採光單元Bl的採光凸透鏡Al後，被聚焦在凸透鏡Al的焦點附近，進入採光導光管組Dm，從採光導光管組Dm的輸出端射出，經過初級聚光透鏡組5的第一個凸透鏡的焦點後進入第二個凸透鏡，然後以平行於凸透鏡焦點連線的方向進入初級聚光輸出導光管6， m根初級聚光輸出導光管6分成若干組，分別深入到若干個第1次疊加聚光透鏡組Fl，m根初級聚光輸出導光管6中的光束就被分成若干組，分別進入若干個第1次疊加聚光透鏡組Fl,經過第一個凸透鏡的焦點後進入第二個凸透鏡，然後以平行於凸透鏡焦點連線的方向分別進入若干個第1次疊加聚光輸出導光管Gl，這若干個第1次疊加聚光輸出導光管G1中的光束依照第1次疊加聚光的方式經過n-l次(rrf， 3, 4...N的自然數)的疊加聚光單位，最後進入第n次疊加聚光透鏡組Fn,經過第一個凸透鏡的焦點後進入第二個凸透鏡，然後以平行於凸透鏡焦點連線的方向進入第n次疊加輸出導光管Gn。
8. —種光束髮散的方法，其特徵在於 一束強光束經過多層次透鏡組的發散和導光管的傳輸最終通過一些透鏡組發散成若干束弱光的方法。
9. 根據權利要求8或4或5或6所述，光束髮散的裝置，其特徵在於與權利要求4和5和6所述相同的裝置，當光束從最終輸出部分第n次疊加輸出導光管Gn進入本發明裝置，經過第n次疊加聚光透鏡組Fn的第二個凸透鏡的焦點後入射第一個凸透鏡，然後進入第(n-l)次疊加聚光輸出導光管組G(n-l)m被發散，再進入m個第(n-l)次疊加聚光透鏡組E(n-1)的第二個凸透鏡的焦點後入射第一個凸透鏡，然後進入第(n-2)次疊加聚光輸出導光管組被發散，依照這樣的方式，入射光束被層層發散的，最終從採光凸透鏡組Am發散出來。
全文摘要
靜態光束採集和光束聚合及發散的方法及裝置。把若干個不轉動不同朝向的凸透鏡組成一組，讓這些凸透鏡在被採集光束的任意時刻，都有光束進入這個組中至少一個凸透鏡，若干個這樣的組採集的若干束弱光通過多次導光管傳輸和透鏡組疊加聚合得到一束強光束的方法；一束強光束經過多層次透鏡組發散和導光管傳輸最終通過一些透鏡組發散成若干束弱光的方法；以及其裝置。該裝置主要由採光部分、疊加聚光部分、輸出部分、最終輸出部分組成。本發明的優點1)非跟蹤被採集光束。2)聚合的方法可以採集移動和不移動的光束。3)發散的方法無論入射光束是否移動，都可以將它發散成穩定的光束。4)結構簡單維護成本低。5)對環境適應性強。
文檔編號G02B6/26GK101639553SQ20091009865
公開日2010年2月3日 申請日期2009年5月20日 優先權日2009年5月20日
發明者張海勇 申請人:張海勇