一种红外光变可见光的方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种红外光变可见光的方法及装置，属于光学技术领域。本发明专利技术包括凹面镜组、钨片、真空腔和设置在凹面镜中心的透光玻璃窗口；凹面镜组至少有七个凹面镜依次排列共轴设置，焦点共线，凹面镜Ⅰ通过支架与凹面镜Ⅱ连接，除凹面镜Ⅰ外，相邻的凹面镜固定连接，间隔相对设置，钨片Ⅰ固定在凹面镜Ⅰ和凹面镜Ⅲ的焦点处或焦面处，钨片Ⅱ固定在凹面镜Ⅱ和凹面镜Ⅴ的焦点处或焦面处，钨片Ⅲ固定在凹面镜Ⅳ和凹面镜Ⅶ的焦点处或焦面处。本发明专利技术通过光线照射到凹面镜Ⅰ，并通过凹面镜不断反射光线会聚到真空腔中的钨片，不断反复，最终将红外光变为可见光。本发明专利技术可提升太阳能电池对太阳光的利用率，可用于辅助照明和太阳能发电。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种红外光变可见光的方法及装置，属于光学

技术介绍
太阳光中红外光部分占有很大的比例，这部分光线不能很好的让太阳能电池吸收并发出电能，造成极大的浪费。另外，在一些缺电的地区和停电的时候，尚缺少一套结构简单、制作方便的红外光变可见光的装置，用于辅助照明。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种红外光变可见光的方法及装置，通过凹面镜组、钨片、透红外线玻璃窗口和无色光学玻璃窗口等，使空间中的无法被利用的红外光转换可见光，用于辅助照明，或被太阳能电池吸收，进而提升太阳能电池对太阳光的利用率，并提高了太阳能电池的光电转换效率。本专利技术是采用以下的技术方案实现的：一种红外光变可见光的装置，包括凹面镜组、钨片、支架和设置在凹面镜中心的透光玻璃窗口，其特征在于：凹面镜组至少有七个凹面镜依次排列共轴心设置，焦点共线；凹面镜Ⅰ通过支架与凹面镜Ⅱ连接，除凹面镜Ⅰ外，相邻的凹面镜固定连接，间隔相对设置，即凹面镜Ⅱ与凹面镜Ⅲ、凹面镜Ⅳ与凹面镜Ⅴ、凹面镜Ⅵ和凹面镜Ⅶ相对设置；凹面镜Ⅰ的焦点和凹面镜Ⅲ的焦点重合，凹面镜Ⅱ的焦点和凹面镜Ⅴ的焦点重合，凹面镜Ⅳ的焦点和凹面镜Ⅶ的焦点重合；钨片设置在间隔相对的凹面镜组成的空间内，即钨片Ⅰ固定在凹面镜Ⅰ和凹面镜Ⅲ的焦点处或焦面处，钨片Ⅱ固定在凹面镜Ⅱ和凹面镜Ⅴ的焦点处或焦面处，钨片Ⅲ固定在凹面镜Ⅳ和凹面镜Ⅶ的焦点处或焦面处；透光玻璃窗口包括透红外线玻璃窗口和无色光学玻璃窗口，无色光学玻璃窗口固定在倒数第二个凹面镜和倒数第三个凹面镜的中心位置的通孔处，即无色光学玻璃窗口设置在凹面镜Ⅴ和凹面镜Ⅵ的中心位置，其余凹面镜的连接处设置透红外线玻璃窗口；透光玻璃窗口的中心与凹面镜组的轴心重合。进一步地，所述凹面镜组有九个凹面镜或九个以上时，相应增加钨片、透红外线玻璃窗口，以及相对设置的凹面镜，凹面镜组的凹面镜依次排列共轴心设置，焦点共线；凹面镜组有九个凹面镜时，凹面镜Ⅷ和凹面镜Ⅸ相对设置；凹面镜Ⅵ的焦点和凹面镜Ⅸ的焦点重合；钨片Ⅳ固定在凹面镜Ⅵ和凹面镜Ⅸ的焦点处或焦面处；透红外线玻璃窗口Ⅲ设置在凹面镜Ⅴ和凹面镜Ⅵ的中心位置；无色光学玻璃窗口设置在凹面镜Ⅶ和凹面镜Ⅷ的中心位置；透红外线玻璃窗口Ⅲ的中心与凹面镜组的轴心重合；当再增加凹面镜时，相应地增加钨片、透红外线玻璃窗口，增加的钨片固定在增加的两两相对设置的凹面镜组成的空间内；增加的透红外线玻璃窗口的中心与凹面镜组的轴心重合，无色光学玻璃窗口设置在倒数第二个凹面镜和倒数第三个凹面镜的中心位置，其余凹面镜的连接处设置透红外线玻璃窗口。进一步地，所述凹面镜Ⅰ的焦距大于凹面镜Ⅱ的焦距，凹面镜Ⅱ的焦距大于凹面镜Ⅲ的焦距，凹面镜Ⅳ的焦距大于凹面镜Ⅴ的焦距，凹面镜Ⅵ的焦距大于凹面镜Ⅶ的焦距，凹面镜Ⅱ的焦距、凹面镜Ⅳ的焦距和凹面镜Ⅵ的焦距依次减小，凹面镜Ⅲ的焦距、凹面镜Ⅴ的焦距和凹面镜Ⅶ的焦距依次减小；当增加凹面镜Ⅷ和凹面镜Ⅸ时，凹面镜Ⅷ的焦距大于凹面镜Ⅸ的焦距，凹面镜Ⅱ的焦距、凹面镜Ⅳ的焦距、凹面镜Ⅵ的焦距和凹面镜Ⅷ的焦距依次减小，凹面镜Ⅲ的焦距、凹面镜Ⅴ的焦距、凹面镜Ⅶ的焦距和凹面镜Ⅸ的焦距依次减小；当再增加凹面镜时，增加的倒数第二个凹面镜的焦距大于倒数第一个凹面镜的焦距，凹面镜Ⅱ的焦距、凹面镜Ⅳ的焦距、凹面镜Ⅵ的焦距、凹面镜Ⅷ的焦距和倒数第二个凹面镜的焦距依次减小，凹面镜Ⅲ的焦距、凹面镜Ⅴ的焦距、凹面镜Ⅶ的焦距、凹面镜Ⅸ的焦距和倒数第一个凹面镜的焦距依次减小。进一步地，所述装置还包括真空腔和透明玻璃外壳，凹面镜Ⅱ与凹面镜Ⅲ之间为真空腔Ⅰ，凹面镜Ⅳ和凹面镜Ⅴ之间为真空腔Ⅱ，凹面镜Ⅵ与凹面镜Ⅶ之间为真空腔Ⅲ，透明玻璃外壳与凹面镜Ⅶ连接；当增加凹面镜Ⅷ和凹面镜Ⅸ时，凹面镜Ⅷ和凹面镜Ⅸ之间为真空腔Ⅳ；透明玻璃外壳与凹面镜Ⅸ连接；当再增加凹面镜时，增加的倒数第一个凹面镜和倒数第二个凹面镜之间为倒数第一个真空腔，透明玻璃外壳与倒数第一个凹面镜连接，透明玻璃外壳的轴心与凹面镜组的轴心重合。进一步地，所述装置还包括钨片支架，钨片支架的数量与钨片的数量一致；钨片Ⅰ通过钨片支架Ⅰ固定在真空腔Ⅰ内，钨片Ⅱ通过钨片支架Ⅱ固定在真空腔Ⅱ内，钨片Ⅲ通过钨片支架Ⅲ固定在真空腔Ⅲ内，钨片Ⅰ的面积、钨片Ⅱ的面积和钨片Ⅲ的面积依次减小；当增加凹面镜Ⅷ和凹面镜Ⅸ时，相应的增加钨片支架Ⅳ，钨片Ⅳ通过钨片支架Ⅳ固定在真空腔Ⅳ内，钨片Ⅰ的面积、钨片Ⅱ的面积、钨片Ⅲ的面积和钨片Ⅳ的面积依次减小；当再增加凹面镜时，相应的增加倒数第一个钨片支架，倒数第一个钨片支架固定在倒数第一个真空腔内，钨片Ⅰ的面积、钨片Ⅱ的面积、钨片Ⅲ的面积、钨片Ⅳ的面积和倒数第一个钨片的面积依次减小；所有钨片的表面均涂黑。优选地，透光玻璃窗口的面积逐渐减小，即透红外线玻璃窗口Ⅰ、透红外线玻璃窗口Ⅱ、透红外线玻璃窗口Ⅲ、倒数第二个透红外线玻璃窗口、倒数第一个透红外线玻璃窗口及无色光学玻璃窗口的面积逐渐减小。本专利技术还提供一种红外光变可见光的方法，当红外光照射到凹面镜Ⅰ上时，红外光经过凹面镜Ⅰ反射并穿透透红外线玻璃窗口Ⅰ会聚到钨片Ⅰ上，钨片Ⅰ受热，温度升高，钨片Ⅰ发出的红外光波长变短，辐射功率增大；钨片Ⅰ发出的红外光经过凹面镜Ⅱ反射并穿透透红外线玻璃窗口Ⅱ会聚到钨片Ⅱ上，没有穿透透红外线玻璃窗口Ⅱ的光线或遗留在真空腔Ⅰ内的光线经凹面镜Ⅲ反射重新会聚到钨片Ⅰ上，再经过凹面镜Ⅱ反射并穿透透红外线玻璃窗口Ⅱ会聚到钨片Ⅱ上，依次类推，红外光逐渐经凹面镜的反射会聚到钨片上，钨片受热，温度升高，由于钨片的面积逐渐减小，发出的红外光波长逐渐变短，最后将红外光变为可见光。进一步地，所述凹面镜组有七个凹面镜时，红外光照射到凹面镜Ⅰ上时，红外光经过凹面镜Ⅰ反射并穿透透红外线玻璃窗口Ⅰ会聚到钨片Ⅰ上，钨片Ⅰ受热，温度升高，钨片Ⅰ发出的红外光波长变短，辐射功率增大；钨片Ⅰ发出的红外光经过凹面镜Ⅱ反射并穿透透红外线玻璃窗口Ⅱ会聚到钨片Ⅱ上，钨片Ⅱ受热，温度升高，钨片Ⅱ的面积比钨片Ⅰ的面积小，能量集中，从而使钨片Ⅱ发出低频可见光；该低频可见光经凹面镜Ⅳ反射穿透无色光学玻璃窗口会聚到钨片Ⅲ上，钨片Ⅲ受热，温度升高，钨片Ⅲ发出可见光，可见光经过凹面镜Ⅵ反射穿透透明玻璃外壳发射出去。进一步地，所述凹面镜组有九个凹面镜时，红外光照射到凹面镜Ⅰ上时，红外光经过凹面镜Ⅰ反射并穿透透红外玻璃窗口Ⅰ会聚到钨片Ⅰ上，钨片Ⅰ受热，温度升高，钨片Ⅰ发出的红外光波长变短，辐射功率增大；钨片Ⅰ发出的红外光经过凹面镜Ⅱ反射并穿透透红外玻璃窗口Ⅱ会聚到钨片Ⅱ上，钨片Ⅱ受热，温度升高，钨片Ⅱ的面积比钨片Ⅰ的面积小，能量集中，从而使钨片Ⅱ发出的红外光的波长比钨片Ⅰ发出的红外光的波长要短；钨片Ⅱ发出红外光经凹面镜Ⅳ反射穿透光透红外玻璃窗口Ⅲ会聚到钨片Ⅲ上，钨片Ⅲ受热，温度升高，钨片Ⅲ的面积比钨片Ⅱ的面积小，钨片Ⅲ发出低频可见光；该低频可见光经凹面镜Ⅵ反射穿透无色光学玻璃窗口会聚到钨片Ⅳ，钨片Ⅳ受热，温度升高，钨片Ⅳ的面积比钨片Ⅲ的面积小，钨片Ⅳ发出可见光，可见光经过凹面镜Ⅷ反射穿透透明玻璃外壳发射出去；凹面镜组有九个以上的凹面镜时，倒数第三个钨片发出红外光经倒数第六个凹面镜反射穿透倒数第一个透红外线玻璃窗口会聚到倒数第二个钨片上，倒数第二个钨片受热，温度升高，倒数第二个钨片本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种红外光变可见光的装置，包括凹面镜组、钨片、支架和设置在凹面镜中心的透光玻璃窗口，其特征在于：凹面镜组至少有七个凹面镜依次排列共轴心设置，焦点共线；凹面镜Ⅰ(1)通过支架(2)与凹面镜Ⅱ(4)连接，除凹面镜Ⅰ(1)外，相邻的凹面镜固定连接，间隔相对设置，即凹面镜Ⅱ(4)与凹面镜Ⅲ(5)、凹面镜Ⅳ(7)与凹面镜Ⅴ(8)、凹面镜Ⅵ(10)和凹面镜Ⅶ(11)相对设置；凹面镜Ⅰ(1)的焦点和凹面镜Ⅲ(5)的焦点重合，凹面镜Ⅱ(4)的焦点和凹面镜Ⅴ(8)的焦点重合，凹面镜Ⅳ(7)的焦点和凹面镜Ⅶ(11)的焦点重合；钨片设置在间隔相对的凹面镜组成的空间内，即钨片Ⅰ(17)固定在凹面镜Ⅰ(1)和凹面镜Ⅲ(5)的焦点处或焦面处，钨片Ⅱ(19)固定在凹面镜Ⅱ(4)和凹面镜Ⅴ(8)的焦点处或焦面处，钨片Ⅲ(21)固定在凹面镜Ⅳ(7)和凹面镜Ⅶ(11)的焦点处或焦面处；透光玻璃窗口包括透红外线玻璃窗口和无色光学玻璃窗口(12)，无色光学玻璃窗口(12)固定在倒数第二个凹面镜和倒数第三个凹面镜的中心位置的通孔处，即无色光学玻璃窗口(12)设置在凹面镜Ⅴ(8)和凹面镜Ⅵ(10)的中心位置，其余凹面镜的连接处设置透红外线玻璃窗口；透光玻璃窗口的中心与凹面镜组的轴心重合。...

【技术特征摘要】
1.一种红外光变可见光的装置，包括凹面镜组、钨片、支架和设置在凹面镜中心的透光玻璃窗口，其特征在于：凹面镜组至少有七个凹面镜依次排列共轴心设置，焦点共线；凹面镜Ⅰ(1)通过支架(2)与凹面镜Ⅱ(4)连接，除凹面镜Ⅰ(1)外，相邻的凹面镜固定连接，间隔相对设置，即凹面镜Ⅱ(4)与凹面镜Ⅲ(5)、凹面镜Ⅳ(7)与凹面镜Ⅴ(8)、凹面镜Ⅵ(10)和凹面镜Ⅶ(11)相对设置；凹面镜Ⅰ(1)的焦点和凹面镜Ⅲ(5)的焦点重合，凹面镜Ⅱ(4)的焦点和凹面镜Ⅴ(8)的焦点重合，凹面镜Ⅳ(7)的焦点和凹面镜Ⅶ(11)的焦点重合；钨片设置在间隔相对的凹面镜组成的空间内，即钨片Ⅰ(17)固定在凹面镜Ⅰ(1)和凹面镜Ⅲ(5)的焦点处或焦面处，钨片Ⅱ(19)固定在凹面镜Ⅱ(4)和凹面镜Ⅴ(8)的焦点处或焦面处，钨片Ⅲ(21)固定在凹面镜Ⅳ(7)和凹面镜Ⅶ(11)的焦点处或焦面处；透光玻璃窗口包括透红外线玻璃窗口和无色光学玻璃窗口(12)，无色光学玻璃窗口(12)固定在倒数第二个凹面镜和倒数第三个凹面镜的中心位置的通孔处，即无色光学玻璃窗口(12)设置在凹面镜Ⅴ(8)和凹面镜Ⅵ(10)的中心位置，其余凹面镜的连接处设置透红外线玻璃窗口；透光玻璃窗口的中心与凹面镜组的轴心重合。2.根据权利要求1所述的一种红外光变可见光的装置，其特征在于：所述凹面镜组有九个凹面镜或九个以上时，相应增加钨片、透红外线玻璃窗口，以及相对设置的凹面镜，凹面镜组的凹面镜依次排列共轴心设置，焦点共线；凹面镜组有九个凹面镜时，凹面镜Ⅷ(13)和凹面镜Ⅸ(14)相对设置；凹面镜Ⅵ(10)的焦点和凹面镜Ⅸ(14)的焦点重合；钨片Ⅳ(23)固定在凹面镜Ⅵ(10)和凹面镜Ⅸ(14)的焦点处或焦面处；透红外线玻璃窗口Ⅲ(9)设置在凹面镜Ⅴ(8)和凹面镜Ⅵ(10)的中心位置；无色光学玻璃窗口(12)设置在凹面镜Ⅶ(11)和凹面镜Ⅷ(13)的中心位置；透红外线玻璃窗口Ⅲ(9)的中心与凹面镜组的轴心重合；当再增加凹面镜时，相应地增加钨片、透红外线玻璃窗口，增加的钨片固定在增加的两两相对设置的凹面镜组成的空间内；增加的透红外线玻璃窗口的中心与凹面镜组的轴心重合，无色光学玻璃窗口(12)设置在倒数第二个凹面镜和倒数第三个凹面镜的中心位置，其余凹面镜的连接处设置透红外线玻璃窗口。3.根据权利要求2所述的一种红外光变可见光的装置，其特征在于：所述凹面镜Ⅰ(1)的焦距大于凹面镜Ⅱ(4)的焦距，凹面镜Ⅱ(4)的焦距大于凹面镜Ⅲ(5)的焦距，凹面镜Ⅳ(7)的焦距大于凹面镜Ⅴ(8)的焦距，凹面镜Ⅵ(10)的焦距大于凹面镜Ⅶ(11)的焦距，凹面镜Ⅱ(4)的焦距、凹面镜Ⅳ(7)的焦距和凹面镜Ⅵ(10)的焦距依次减小，凹面镜Ⅲ(5)的焦距、凹面镜Ⅴ(8)的焦距和凹面镜Ⅶ(11)的焦距依次减小；当增加凹面镜Ⅷ(13)和凹面镜Ⅸ(14)时，凹面镜Ⅷ(13)的焦距大于凹面镜Ⅸ(14)的焦距，凹面镜Ⅱ(4)的焦距、凹面镜Ⅳ(7)的焦距、凹面镜Ⅵ(10)的焦距和凹面镜Ⅷ(13)的焦距依次减小，凹面镜Ⅲ(5)的焦距、凹面镜Ⅴ(8)的焦距、凹面镜Ⅶ(11)的焦距和凹面镜Ⅸ(14)的焦距依次减小；当再增加凹面镜时，增加的倒数第二个凹面镜的焦距大于倒数第一个凹面镜的焦距，凹面镜Ⅱ(4)的焦距、凹面镜Ⅳ(7)的焦距、凹面镜Ⅵ(10)的焦距、凹面镜Ⅷ(13)的焦距和倒数第二个凹面镜的焦距依次减小，凹面镜Ⅲ(5)的焦距、凹面镜Ⅴ(8)的焦距、凹面镜Ⅶ(11)的焦距、凹面镜Ⅸ(14)的焦距和倒数第一个凹面镜的焦距依次减小。4.根据权利要求2所述的一种红外光变可见光的装置，其特征在于：还包括真空腔和透明玻璃外壳(15)，凹面镜Ⅱ(4)与凹面镜Ⅲ(5)之间为真空腔Ⅰ(24)，凹面镜Ⅳ(7)和凹面镜Ⅴ(8)之间为真空腔Ⅱ(25)，凹面镜Ⅵ(10)与凹面镜Ⅶ(11)之间为真空腔Ⅲ(26)，透明玻璃外壳(15)与凹面镜Ⅶ(11)连接；当增加凹面镜Ⅷ(13)和凹面镜Ⅸ(14)时，凹面镜Ⅷ(13)和凹面镜Ⅸ(14)之间为真空腔Ⅳ(27)；透明玻璃外壳(15)与凹面镜Ⅸ(14)连接；当再增加凹面镜时，增加的倒数第一个凹面镜和倒数第二个凹面镜之间为倒数第一个真空腔，透明玻璃外壳(15)与倒数第一个凹面镜连接，透明玻璃外壳(15)的轴心与凹面镜组的轴心重合。5.根据权利要求4所述的一种红外光变可见光的装置，其特征在于：还包括钨片支架，钨片支架的数量与钨片的数量一致；钨片Ⅰ(17)通过钨片支架Ⅰ(16)固定在真空腔Ⅰ(24)内，钨片Ⅱ(19)通过钨片支架Ⅱ(18)固定在真空腔Ⅱ(25)内，钨片Ⅲ(21)通过钨片支架Ⅲ(20)固定在真空腔Ⅲ(26)内，钨片Ⅰ(17)的面积、钨片Ⅱ(19)的面积和钨片Ⅲ(21)的面积依次减小；当增加凹面镜Ⅷ(13)和凹面镜Ⅸ(14)时，相应的增加钨片支架Ⅳ(22)，钨片Ⅳ(23)通过钨片支架Ⅳ(22)固定在真空腔Ⅳ(27)内，钨片Ⅰ(17)的面积、钨片Ⅱ(19)的面积、钨片Ⅲ(21)的面积和钨片Ⅳ(23)的面积依次减小；当再增加凹面镜时，相应的增加倒数第一个钨片支架，倒数第一个钨片支架固定在倒数第一个真空腔内，钨片Ⅰ(17)的面积、钨片Ⅱ(19)的面积、钨片Ⅲ(21)的面积、钨片Ⅳ(23)的面积和倒数第一个钨片的面积依次减小；所有钨片的表面均涂黑。6.一种红外光变可见光的方法，其特征在于：当红外光照射到凹面镜Ⅰ(1)上时，红外光经过凹面镜Ⅰ(1)反射并穿透透红外线玻璃窗口Ⅰ(3)会聚到钨片Ⅰ(17)上...

【专利技术属性】
技术研发人员：冷卫国，
申请(专利权)人：冷卫国，冷进鲜，
类型：发明
国别省市：山东;37