光学玻璃热压成型非球面聚光元件制造技术

本实用新型专利技术涉及一种光学玻璃热压成型非球面聚光元件。本实用新型专利技术所要解决的技术问题是提供一种结构设计新颖、成本低、定位精度高的光学玻璃热压成型非球面聚光元件，以达到省工省料，减轻劳动强度，简化加工工艺，提高对中精度的目的，从而提高太阳能的聚光比、利用率和产品的性价比。解决该问题的技术方案是：光学玻璃热压成型非球面聚光元件，其特征在于：它由依次连接在一起的非球面透镜、平行平板、固定平板和导光四方锥棱镜一次热压成型。本实用新型专利技术可应用于太阳能照明、发电、光伏系统。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种聚光元件，特别是一种光学玻璃热压成型非球面聚光 元件，可应用于太阳能照明、发电、光伏系统，并可扩展到各领域的红外光电 接收系统及新型半导体照明光源应用系统。
技术介绍
为了增大光学系统的相对孔径、扩大视场，改善光照度均匀性、简化结构、 提高系统的性能，在很多光学系统中都加入了非球面的光学零件。例如为了高 效率利用太阳能，可采用非球面组成的卡塞格林系统，附加高精度的跟踪系统， 构成太阳能聚光器，但由于非球面光学零件加工工艺复杂，需要采用一系列工 序，毛坯加工，粗加工，粗磨，精磨、抛光；定中、磨边、胶合等。致使加工 误差较高，制造困难、调试麻烦，费用高，太阳能聚光比低。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是针对上述存在的问题提供一种结构设计 新颖、成本低、定位精度高的光学玻璃热压成型非球面聚光元件，以达到省工 省料，减轻劳动强度，简化加工工艺，提高对中精度的目的，从而提高太阳能 的聚光比、利用率和产品的性价比。本技术所采用的技术方案是光学玻璃热压成型非球面聚光元件，其 特征在于它由依次连接在一起的非球面透镜、平行平板、固定平板和导光四 方棱镜一次热压成型。所述非球面透镜的设计公式为Z =-p== + a,2 + fl2/ + fl3/ + a4r8 + a,0 + A式中z为矢高，r2=x2 + y2以上方程式右边第一项相当于一个球面方程，称 为非球面的基准球面，c为基准球面的曲率，ah a2， a3, &4，35为非球面系数，A表示第七项后的非球面高次项(通常可忽略)。所述非球面透镜表面镀有一层可透射红外波段、反射近红外和可见光波段 太阳光的膜。所述平行平板呈圆形，其上对称的开有两个长槽。所述固定平板呈正方形。所述导光棱镜为四棱镜。本技术的有益效果是本技术采用热压成型加工不仅省工省料， 减轻了劳动强度，简化了加工工艺，不需要对非球面进行粗磨、精磨、抛光等 多道工序，将多个光学元件一次模压成型，省去了定中、胶合等多道工序，不 用装配调校，提高了对中精度，从而提高了太阳能的聚光比、利用率和产品的 性价比；圆形平行平板上对称的开有两个长槽，该器件可以将整束光的边缘口 径分成四束光，形成四光点，用以控制光能聚焦面以及探测器元件与光轴的同 心度，使聚光元件能够很好的居中。附图说明图l是本技术的主视图。 图2是图1的右视图。 图3是图1的俯视图。 图4是本技术的光路图。图5是本技术应用于卡塞格林系统中的示意图。具体实施方式如图l、 2、 3、 4所示，本实施例由依次连接在一起的非球面透镜l、圆形 平行平板2、矩形固定平板3和导光四方锥棱镜4 一次热压成型，所述非球面 透镜l的设计公式为Z = ^, c一 +a,2+a,4+a,6+"4/+a,10+A ，其中，z为矢高，r2=x2 + y2以上方程式右边第一项相当于一个球面方程，称为非 球面的基准球面，c为基准球面的曲率，ah a2， a3， a4，a5为非球面系数，A表示 第七项后的非球面高次项(通常可忽略)。在该透镜外表面镀有红外增透膜和红外可见光反射膜，使其可以透射红外波段的太阳光，而反射近红外和可见光波段的太阳光；圆形平行平板2上对称的开有两个长槽2-l，该器件可以将整束 光的边缘口径分成四束光，形成四光点，用以控制光能聚焦面以及探测器元件 与光轴的同心度，使聚光元件能够很好的居中。如图5所示的卡塞格林系统，具有抛物面主镜5、棱镜6和副镜7，副镜7 采用本技术的光学玻璃热压成型非球面聚光元件，在系统的F、 F'上分别 设置红外光电接收器和近红外可见光电接收器，扩大了接收太阳光谱段的范围。 太阳光入射在抛物面主镜5后，经反射投射到副镜7上，将部分近红外和可见 光反射进入棱镜6后进入近红外和可见光电接收器F'，红外光波段通过平行平 板2、固定平板3、导光棱镜4进入红外光电接收器F。权利要求1、 一种光学玻璃热压成型非球面聚光元件，其特征在于它由依次连接在一起的非球面透镜(1)、平行平板(2)、固定平板(3)和导光四方锥棱镜(4)一次热压成型。2、 根据权利要求1所述的光学玻璃热压成型非球面聚光元件，其特征在于所述非球面透镜(1)的设计公式为<formula>formula see original document page 2</formula>3、 根据权利要求1所述的光学玻璃热压成型非球面聚光元件，其特征在于: 所述非球面透镜(1)表面镀有一层可透射红外波段、反射近红外和可见光波段 太阳光的膜。4、 根据权利要求1或2所述的光学玻璃热压成型非球面聚光元件，其特征 在于所述平行平板(2)呈圆形，其上对称的开有两个长槽(2-1)。5、 根据权利要求1或2所述的光学玻璃热压成型非球面聚光元件，其特征 在于所述固定平板(3)呈正方形。6、 根据权利要求1或2所述的光学玻璃热压成型非球面聚光元件，其特征 在于所述导光棱镜(4)为四方锥棱镜。专利摘要本技术涉及一种光学玻璃热压成型非球面聚光元件。本技术所要解决的技术问题是提供一种结构设计新颖、成本低、定位精度高的光学玻璃热压成型非球面聚光元件，以达到省工省料，减轻劳动强度，简化加工工艺，提高对中精度的目的，从而提高太阳能的聚光比、利用率和产品的性价比。解决该问题的技术方案是光学玻璃热压成型非球面聚光元件，其特征在于它由依次连接在一起的非球面透镜、平行平板、固定平板和导光四方锥棱镜一次热压成型。本技术可应用于太阳能照明、发电、光伏系统。文档编号G02B19/00GK201037874SQ20072010619公开日2008年3月19日 申请日期2007年2月1日 优先权日2007年2月1日专利技术者姚祖义 申请人:杭州永莹光电有限公司本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光学玻璃热压成型非球面聚光元件，其特征在于：它由依次连接在一起的非球面透镜（１）、平行平板（２）、固定平板（３）和导光四方锥棱镜（４）一次热压成型。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：姚祖义，
申请(专利权)人：杭州永莹光电有限公司，
类型：实用新型
国别省市：86[中国|杭州]