锥形结构太阳能光纤聚光器的设计

《锥形结构太阳能光纤聚光器的设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、分类号TN929.11密级公开UDC621.3编号10299Z1303079硕士学位论文锥形结构太阳能光纤聚光器的设计DESIGNOFTHECONICALOPTICALFIBERSOLARCONCENTRATOR指导教师陈明阳教授作者姓名张茜申请学位级别硕士学科(专业)光学工程论文提交日期2016.4论文答辩日期2016.6学位授予单位和日期江苏大学年月日答辩委员会主席任乃飞评阅人2016年4月锥形结构太阳能光纤聚光Designoftheconicalopticalfibersolarconcentrator学科专业

2、：光学工程指导老师：陈明阳教授姓名：张茜2016年4月江苏大学硕士学位论文摘要太阳能光纤照明系统是顺应现代社会对低碳生活和绿色照明理念发展起来的新型照明方式。由于是将太阳光直接会聚、通过光纤进行导光的方式将光引入到室内，可将紫外、红外线大幅拦截分离，从而提供绿色、环保、清洁的新型健康光源。在太阳能照明系统中，聚光效率是决定传输性能的直接因素。本文在介绍了传能光纤和聚光装置的研究现状的基础上，从锥形光纤的传输模式理论出发，提出光纤组束拉锥型聚光器，以增大光纤聚光面，增强光纤的聚光能力。首先，本文设计了光纤聚光器的结构，

3、介绍了该结构的一般参数的选择，利用Lighttools软件模拟分析了锥形光纤聚光器的长度、连接光纤的长度以及入射光角度对聚光效率的影响，得到最优参数。所设计的锥形聚光器结构的传输效率为65%以上。其次，提出光纤束聚合器级联结构，能够将多个聚光器的输出能量会聚到一根光纤内，实现增大透镜聚光面积和减少传输光纤数量的目的。研究结果表明，由7个一级聚光器组成的聚光系统，其聚光量为一级结构的4倍以上。最后，利用塑料光纤实验，研究了光纤组束聚光器的性能与效果。根据理论模拟和实验研究的性能差异，分析差异原因，得出了聚光器对入射光角

4、度的要求。关键词：传能光纤，锥形光纤束，聚光器，聚光效率I锥形结构太阳能光纤聚光器的设计ABSTRACTFiberopticlightingsystemofsolarenergyisadapttomodernsocialdevelopmentoflow-carbonlifeandgreenlightingconceptofnewtypeoflighting.Duetothesunlightdirectlyconverge,lightthroughtheopticalfiberwillbeintroducedtothe

5、indoorlight,whichcanseparatetheultravioletandinfraredrayinterceptsignificantly,thusprovidethegreen,environmentalprotection,cleannewhealthylightsource.Inthesolarlightingsystem,condensingefficiencyarethedirectfactorsdeterminetransmissionperformance.Passtoopticalf

6、iberisintroducedandfocusingdeviceonthebasisoftheresearchstatusofthetaperedopticalfibertransmissionmodetheory,putforwardtheresearchbasedonconetypecondenserfiberbeamcombination,toincreasethefibercondensingsurface,enhancethecapacityofthecondenserofthefiberFirstly,

7、thispaperdesignsthestructureoftheopticalconcentrator,andintroducestheselectionofthestructureofthegeneralparameters.UsingLighttoolssoftwaresimulationanalysistheinfluenceofthetaperedfibercondenser’slength,theconnectinglengthofthefiberandtheAngleofincidentLightont

8、heoptimalparameterscondenserefficiency.Thedesigningofthetransmissionefficiencyoftaperedcondenserstructureismorethan65%.Secondly,thepaperputsforwardthefiberbundleaggregatorca