大视场菲涅尔透镜的聚光效率模拟和分析

作者:吴旭婷;李湘宁;蔡伟 刊名:光学仪器 上传者:古晓芙

【摘要】大视场菲涅尔聚焦透镜在180°的范围内各个视场下均能实现较理想的聚焦。根据现有的大视场菲涅尔聚焦透镜的设计结果,利用Zemax软件在非序列环境下自定义面型的功能对该设计进行模拟分析。模拟菲涅尔透镜在不同方向的平行光照射下的聚焦情况。通过对不同方向的光线照射下探测器接收到能量的情况进行分析,得到了相应的聚光效率,为设计的可行性提供了分析依据。

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2010 2 OPTICAL INSTRUMENTS Vol. 32, No. 1 February, 2010 200093) Zemax fi Zemax $k#; TP 319 A doi: 10. 3969/j. 1005-5630.2010. 01.010 The simulation and analysis of the large field Fresnel lens optical concentrator efficiency Xuting, Ll Xiangning, CAI Wei (School of Optical Electrical and Computer Engineering, University of Shanghai for Science and Technology, Shanghai 200093. China) Abstract: Large field Fresnel lens concentrator can get a better optical concentrator efficiency in each field of view with in the angle of 1800. ()n the basis of the design of the large field Fresnel concentrator lens, simulate by using user defined surface feature in the non-sequence environment of Zemax. Simulate the optical concentrator situation of the Fresnel lens which are irradiated by the parallel-ray in different directions. Based on the simulation and analysis of the large field Fresnel lens optical concentrator efficiency in different direction, provide an analysis of the feasibility for the design. Key words: Fresnel lens; Zemax software; large field; optical concentrator efficiency Zemax 2009-07-29 第1期 吴旭婷,等:大视场菲涅尔透镜的聚光效率模拟和分析 都有正人射的光线,将整个透镜设计成半圆柱状,从而使系统具有了较大的视场。为了分析太阳光在各个时间段照射菲涅尔透镜时探测器所接受到的能量的情况,现借助zemax软件对设计进行建模及仿真分析。zemax软件提供了大量可供光学系统选用的内置面型,如:球面、非球面、ABCD矩阵面、衍射面、变折射面等,除此以外用户还可以定制特殊面型[3]。 1工作原理 菲涅尔透镜是一种非球面透镜,是由一系列同心棱形槽构成的。每个环带都相当于一个独立的折射面,在平行光垂直人射情况下,在其焦面上能得到一个无像差的会聚点。设计中依靠三棱镜序列实现菲涅尔的聚焦。在设计中应遵守基本的光学原理,光线人射到棱镜发生一次折射,由棱镜另一面射出发生二次折射团。棱镜的顶角为。,棱镜材料折射率为”,如图1所示。 总偏向角与折射率刀、工作侧面角和人射角91的一般函

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