菲涅耳透镜

摘要： 针对传统声束的衍射极限问题,如何构建具有更高分辨率的聚焦声场,是实现超分辨声成像和声操控领域的重大挑战之一.本文在考虑成像分辨率同时兼顾声场可控制性,提出了一种基于粒子群优化算法的多频超振荡超分辨聚焦声场设计方法.基于常规换能器声场的衍射效应,利用半波带法设计中心频率菲涅耳透镜,并以中心频率为基准在换能器带宽范围内设置多频信号来构建超振荡声场,进一步通过粒子群算法对多频声束的振幅和相位进行优化,在远场构建了焦域半径能够小于中心频率半波长的超振荡声场,还发现其尺寸小于最高频率声场的所形成焦域半径,进一步证明其焦域半径随着中心频率和超振荡频率数的增大而减小.研究结果为可控超分辨声聚焦提供了一种简便易行的方法.

摘要： 从生产制造环节来看,高倍聚光的初始设备投资相对于其他光伏技术(如晶硅)是比较低的,尽管存在不同的高倍聚光设计和生产工艺路线。美国可再生能源实验室(NREL)的详细分析指出,采用菲涅耳透镜和二次光学的技术路线。

摘要： 聚光系统的聚光效率和能量均匀性直接影响单位模组的发电效率.本文研究设计出高倍聚光模组系统,该系统主要包括菲涅耳透镜和球冠平顶微棱镜.采用中心波长修正法进行菲涅耳透镜的设计,并通过Zemax仿真模拟设计出球冠平顶微棱镜.最后通过Zemax模拟,决定选取两侧面夹角α的角度为117°,平顶到球面的间隔g为0.2 mm,球冠平顶微棱镜的曲率半径R为10 mm.聚光系统整体的聚光效率达99.8％,能量均匀度为0.812,并进行实验验证,得出实际聚光效率为83.1％.

摘要： 提出一种非轴向扫描的细胞显微深度成像技术,在显微系统中加入菲涅耳透镜,利用菲涅耳透镜的色散将不同激发光波长聚焦到不同的轴向位置,以实现对两个或多个焦平面同时成像.基于405nm和532nm两种激发光波长,在传统的荧光显微镜的激发路径中加入对应的两个成像探测器来探测两个不同焦平面所对应像面的成像信息,搭建得到一个能够实现探测深度约为12μm的基于菲涅耳透镜的荧光显微深度成像系统,并与基于显微物镜色差无菲涅耳透镜的荧光显微深度成像系统的成像深度和轴向分辨率进行实验对比.实验结果表明:加入菲涅耳透镜能够实现系统对不同焦面的同时成像;对于同一荧光波段,保证系统横向分辨率的同时,扩大了成像景深.该系统可以实现荧光生物细胞内部不同深度处的多波段同时探测.

摘要： 为提高薄膜菲涅耳透镜成像性能,采用无波前传感的自适应光学系统对菲涅耳透镜点目标成像的波前像差进行实验校正.像差校正控制采用随机并行梯度下降算法,以远场光斑像清晰度函数为优化指标,算法迭代数十次后收敛.系统闭环校正后,焦平面光斑等效半径缩小了43%,二阶矩为0.997 5,接近理想极限1,像清晰函数值和峰值光强提高了一倍,光强的半高全宽达到1.2倍衍射极限,调制传递函数的中频分量显著提高.实验结果表明该方法结实现构简单,能快速、有效地校正菲涅耳透镜波前像差,改善系统的成像性能,可应用于大口径、轻量化的空间望远镜.

摘要： High concentrating photovoltaic (HCPV) technology plays a more and more important role in solar power generation due to its extremely high efficiency. However, the efficiency of the HCPV module can be reduced by many factors. Especially, there are not enough researches and knowledge on the light intensity distribution and non-uniform illumination of different wavelengths of light concentrated by Fresnel lens. It is generally considered that the maximum power of multi-junction solar cell is achieved when the cell is placed on the focal plane of Fresnel lens. But it is proved to be incorrect by our research. When light beams of different wavelengths go through the Fresnel lens, their light spot distributions on the optical axis are not the same as those when they have different refractive indexes in Fresnel lens. At the same time, the triple-junction solar cell consists of three sub-cells which absorb light beams of different wavelengths respectively. Therefore, the performance of triple-junction cells would be influenced by the light distribution along the optical axis, this is exactly what we want to study in this work. The method of simulating the light tracing is used to calculate and analyze the light intensity distribution and non-uniform characteristics of different wavelengths of light concentrated by Fresnel lens. Combined with them from the circuit network model of a triple-junction solar cell, the electrical performances of triple-junction solar cell at different positions along the optical axis are studied. It is found from the simulation that the performance of cell does not reach the best state when cell is placed on the focal plane. The power of cell on the focal plane reaches only 0.41 W while the maximum point arrives at 0.69 W. The high non-uniformity of light on cell surface when cell is placed on the focal plane causes the decline of power. And an outdoor HCPV testing system with the ability to change the distance between Fresnel lens and the cell is conducted. The experimental results and the simulation results match well, therefore our simulation approach is verified. It shows that the module achieves the maximum power on either side of the focal plane, and the output power can increase more than 20%after optimization. It is a result after equilibrium between light intensity and uniformity on cell surface.%目前，在高倍聚光光伏模组设计中，由于对菲涅耳透镜聚光后各波段的光强分布及其非均匀特性缺乏研究和认识，通常认为在菲涅耳透镜的聚光焦平面处多结太阳电池输出功率最大。本文通过光线跟踪模拟的方法，计算并分析菲涅耳透镜聚光下不同波段的光照能量分布和非均匀特性。同时，结合三结太阳电池电路网络模型，研究在高倍聚光光伏模组中，沿光轴方向不同位置处三结太阳电池的发电性能。结果表明：模组输出功率最高位置在焦平面沿光轴方向上下两侧的位置，优化后模组输出功率比常规设计提高20%以上。该模拟结果得到了实验结果的验证。

摘要： 对太阳能聚光光伏发电技术中的聚光系统进行了研究，分析了菲涅耳透镜应用于太阳能聚光器的优点、聚光特性以及光学效率，推导并获得了平面向外、菲涅耳面向太阳电池的点聚焦菲涅耳透镜的设计公式。在ZEMAX软件的非序列模式中实现了基于非成像光学理论的光线追迹仿真，对某一尺寸的菲涅耳透镜的焦平面上光斑能量分布情况进行了分析与模拟。研究结果表明，利用通常的菲涅尔透镜实现聚光作用的聚焦光斑的光能量主要集中在太阳电池的中心部位，呈现为从中心往外围能量越来越弱的同心圆环。要使太阳电池接收到的光能量尽可能均匀，则需要增加二次聚光元件。%The concentrator in solar concentrated photovoltaic system was studied. The advantages of Fresnel lens for solar concentrator and its focusing characteristics and optical efficiency were analyzed, and the designing formula of point focus Fresnel lens with flat surface outward and Fresnel surface facing to the solar cell was obtained. Based on the theory of non-imaging optics, the ray trace simulation was realized in the non sequence model of ZEMAX software, and the solar energy distribution on focal plane of Fresnel lens for a certain size was analyzed and simulated. The simulation results show that, the solar energy of focused facula generated by usual Fresnel lens mainly focuses on the centre of the solar cell, and as the distance from the centre increases, the energy density of the concentric rings decreases. To make the solar energy distribution of the solar cell even, the second concentrator in concentrated Photovoltaic should be added.

摘要： This paper utilizepolar coordinatelaser direct writing system, with variable exposure dose-implemented method of making a focal length of the refractive index n = 1.512 of K9 glass f = 100mm, tooth height of 0.79um, zone radii are 284.6um , 402.5um, 493.0um, 569.2um, 636.4um Fresnel lens respectively, confirmed that the feasibility and practicality of using optical glass to make Fresnel lens.%本文利用极坐标激光直写系统，采用变剂量曝光的方法实现了在折射率 n=1.512的 K9玻璃上制作一焦距为 f=100mm，齿高为0.79um，环带半径分别为284.6um、402.5um、493.0um、569.2um、636.4um 的菲涅尔透镜，证实了利用光学玻璃制作菲涅耳透镜的可行性及实用性。

摘要： 大口径投影光学系统采用低成本、大口径菲涅耳透镜制作,可将远场散斑强度分布投影到CCD成像探测器上.通过CCD图像处理,能够对给定孔径上的接收功率、闪烁指数进行量化评估;在接收孔径足够大、保障散斑不会因为光束漂移效应而脱离菲涅耳透镜的条件下,该系统还可以对光束漂移和特征半径进行量化评估.同时讨论了CCD像元响应非均匀性误差及其影响、CCD辐照响应函数和图像几何投影系数的定标方法.实验表明,系统能够对激光大气传输过程中的远场散斑特征参数进行监测.特别对自由空间激光通信系统而言,可以为大气衰减和多种大气湍流效应综合作用下的中值电平慢衰落研究和检测阈值优化设计提供实验数据支撑.

摘要： 高倍聚光光伏技术是将垂直入射于菲涅耳透镜上的太阳光聚焦到电池片上，通过光电转换产生电能，但实际应用时，由于跟踪器跟踪精度低、支架受风会抖动等因素存在，无法保证太阳光始终垂直入射于菲涅耳透镜。针对该问题，在菲涅耳透镜和太阳能电池之间增加一个可拆卸的倒置的去掉顶部的棱锥形二次反射镜来提高聚光光伏的接收角，给出了具体的设计实例，并应用Solidworks软件和Tracepro软件对设计实例进行了计算机光学模拟。结果证实该二次反射镜能很好地提高聚光光伏的接收角，并改善菲涅耳透镜聚焦光斑的能量均匀性。%The direct fraction of sun irradiation is used to focus on Fresnel lens in High Concentrated Photovoltaic technology, electric energy is produced through photoelectric inversion. However, because of many factors in practice like the low tracking accuracy of tracker, structure vibration by winds and atmospheric scattering, the direct normal irradiation to the Fresnel lens can not be guaranteed. To solve this problem, a removable secondary mirror whose shape was a reverse cone with no top was added between the Fresnel lens and solar cells to increase the acceptance angle of the solar module. A design example was given, and analyzed by optical simulation with the software of Solidworks and Tracepro. The conclusion indicates the removable secondary mirror can increase the acceptance angle and improve the irradiance uniformity of the focus spot.

摘要： 在全球范围内的能源危机和环境压力下，太阳能的光伏利用受到世界各国的广泛重视，近年来取得了快速发展。但是由于硅材料成本较高，太阳电池制造工艺复杂，转换效率相对较低等不利因素阻碍了它的大规模应用。为了降低太阳能光伏发电系统的成本，利用聚光器进行光伏发电被认为是一种有效途径。本文设计了一个菲涅耳透镜点聚焦的聚光光伏系统，模拟了菲涅耳透镜点聚焦的光强分布，并对聚光和非聚光条件下太阳能电池的输出特性进行了数值模拟和实验研究。研究结果表明，对普通的多晶硅电池，在自然冷却条件下，利用低倍聚焦能够较大地提高其输出功率。在聚焦倍数为3倍时，其开路电压略有提高，开路电流能够提高3倍左右。

摘要： 为了提高聚光发电时太阳电池的光电转换效率，对传统平板型线聚焦透镜进行改进，设计一种用于光伏发电的带聚焦菲涅耳透镜，使透镜具有等照度的会聚光带，对其在几种不同太阳跟踪情况下的光学效率进行理论分析，提出减少损失的方案。并对带聚焦和线聚焦两种情况下电池表面温度分布情况进行了比较分析，验证了带聚焦透镜设计的可行性。

摘要： 介绍了一种菲涅耳透镜聚光光伏发电模块，每个模块通过16块120mm×120mm的菲涅尔透镜组成480mm×480mm阵列，将太阳光汇聚在16块25mm×25mm的硅太阳电池组成的阵列上，所有太阳电池都贴在一块散热铝板上，采用被动式散热。该模块的几何聚光比为23，大大减少了太阳电池的使用面积，降低了系统的成本。室外测试结果表明，实际聚光比约为12.9，最大输出净效率为7.60%，与非聚光发电相比，相同电池面积的最大输出功率提高到5.6倍。

摘要： 本文设计了一种基于平板型线聚焦菲涅耳透镜和圆柱形腔体吸收器的聚焦型中高温太阳能集热器并建立了集热器的传热模型。通过数值计算分析了集热器内工质流量、太阳辐照度、透镜宽度、保温层厚度对集热器热效率的影响；分析了集热器进口温度在90°C和150°C两种情况下集热器的各项能量损失,结果显示该种结构的集热器能够有效的抑制辐射换热损失,同时应该改进集热器使得对流换热损失得到充分的抑制,以提高集热器的热效率。

摘要： 本文介绍了一种基于视场拼接的体视三维显示方法及系统，这种系统由一个微投影机阵列和一个纵向散射屏构成。为了验证所提出的新型三维显示方法，我们利用23寸的LCD和49个焦距100mm的菲涅耳透镜作为微投影机阵列开发出了一台实验样机，该装置可以显示具有49个横向视点的3D图像，且相邻视点的角间距为0.51°，这样细腻的视点间隔使观察者可以获得连续无跳变的三维感知。

摘要： 本文设计出一种利用白光LED阵列作为照明光源、聚合物有机玻璃波导板作为传光介质、平面菲涅耳透镜作为图像放大装置的便携式视读屏.该增光视读屏是一种携带方便、能在各种光亮不足环境下使用、无紫外光成分、无频闪效应、能有效保护视力、同时具有照明和放大双重功能的绿色照明创新产品,可以方便地在夜间或弱光条件下使用,并且不会妨碍他人,是新一代的辅助学习用具。

摘要： 为了测试风云四号气象卫星扫描成像辐射计的扫描镜的动态运动精度(1″),设计了新型高精度动态测角仪,该测角仪利用了扫描成像辐射计的可见光通道,采用622nm的LED可见光,经过菲涅耳透镜,目标板进入到投影光学系统的入瞳,通过光学成像分析像点位置及相互关系的方法来评价扫描镜的运动精度.介绍了该测角仪的投影光学系统、照明系统设计、系统总体设计.

摘要： 1822年数学家菲涅耳将平凸透镜拉平,制成了由一系列小棱镜构成的平板薄片透镜,简称"菲涅耳透镜"(参考图1、图2、图3).薄片透镜的优点是薄而轻,用材少.百多年来,菲涅耳透镜已在多学科、多领域得到应用,如:眼科用薄片透镜、齿科照明灯、灯塔、教学仪器、菲涅耳太阳能灶等等,但是菲涅耳透镜也有许多缺点,其一:由于棱镜二面全部为平面,其焦点为一聚焦斑(如图4.甲所示)聚焦比远不如球面透镜高(如图4.乙所示).其二:由于薄片透镜薄而轻,制造使用上很难保证其平面度,挠曲变形的薄片透镜易造成光线散焦.该缺点使菲涅耳透镜直径至今难以做大,严重影响了其应用前景.其三:传统意义上的薄片透镜其系列棱镜底面为与透镜中心轴平行的柱面,而不是向焦点倾斜的锥面,该缺点严重减小了光线的透过率,光损严重.上述缺点使得菲涅耳透镜180多年来没有得到实质性的进步.作者经过多年探索对平板菲涅耳透镜的缺点作出改进，本文介绍菲涅耳聚光器最新进展。

摘要： 介绍了一种用于大视场菲涅尔聚焦透镜的设计.并结合实例进行研究，提出了一种基于ZEMAX的特殊面型构造菲涅尔透镜的建模.

摘要： 介绍了一种用于大视场菲涅尔聚焦透镜的设计.并结合实例进行研究，提出了一种基于ZEMAX的特殊面型构造菲涅尔透镜的建模.

摘要： 本发明配备具有混合型棱镜部的间距区，上述混合型棱镜部同时具有：折射型棱镜部3A，利用2次折射使入射角a的入射光线li1作为出射角f的出射光线lo1而出射；以及全反射型棱镜部4A，利用折射、全反射和折射使入射角a的入射光线li2作为与出射光线lo1平行的出射光线lo2而出射。

摘要： 本发明涉及一种照明效率提高的LED灯，该LED灯特别适合用于工作场所，在该工作场所中重要的是低亮度容差。根据本发明的LED工作场所灯的特征在于被准确限定的具有精确边缘的照明表面，该照明表面可以另外以模块化的方式构造并且能够借助于变焦元件来限制或扩大有待被照明的区域。该灯和灯系统的特征在于，辐射源为多个LED，每个LED分别以这种方式被分配有至少一个用于聚焦并收集照射光的光学设备，即，在光输入侧上设置有一菲涅耳光学设备，并且在光输出侧上设置有呈六边形布置的非球面透镜。

摘要： 折射型菲涅耳透镜部分设在片状透镜的上表面的中心部分。反射型菲涅耳透镜部分设在片状透镜下表面的外围部分。

摘要： 提供一种显示高弹性模量和高折光率，对塑料基材具有好的粘附性和透明性，透镜层在宽温度范围具有好的形状保持能力，受外力难以变形和破裂的菲涅耳透镜用活性能量射线固化性树脂组合物以及使用该组合物的菲涅耳透镜薄片。树脂组合物含有的必要成分为：环状结构和具有2个以上的甲基丙烯酰基的环氧当量450g/eq以上的环氧(甲基)丙烯酸酯(a)，和特定的3官能团(甲基)丙烯酸酯(b)，和具有氧亚丙基结构的脂肪族多元醇组成的分子量700以下的(甲基)丙烯酸酯(c)，和具有环状结构的单官能团(甲基)丙烯酸酯(d)。

摘要： 本发明提供一种透镜，具有包括多个面的透明部件、分别设于该透明部件的多个面的菲涅耳透镜面，透明部件具有包括第一面和与该第一面相对的第二面的大体板状的形状，菲涅耳透镜面为设于透明部件的上述第一面和第二面的透镜。

摘要： 一种用于聚光器光伏设备的菲涅耳透镜(32f)，包括：具有圆形的第一角部(613、618)的玻璃基板部(61)；以及覆盖在玻璃基板部(61)的一个表面上并且具有圆形的第二角部(623、628)的合成树脂部(62)，第二角部的半径等于第一角部(613、618)的半径并且与第一角部(613、618)同轴地重叠。

摘要： 本发明目的在于提供一种用于透射型屏幕的菲涅耳透镜板，其由于光量损失少而明亮，可抑制斑点，不产生波纹，可抑制重影并且价格低，由满足下述的式(1)以及式(2)或者式(3)、式(4)以及式(5)的扩散特性的菲涅耳透镜板来实现。γ/α≤2.8(1)ζ/α≤6(2)其中，α为视野半值角，γ为视野1/10值角，ζ为视野1/100值角；2.0°≤α≤5.5°(3)其中，α为视野半值角；γ≤12°(4)其中，γ为视野1/10值角；ζ≤18°(5)其中，ζ为视野1/100值角。

摘要： 折射型菲涅耳透镜设在透镜片构件上表面的中心部分。反射型菲涅耳透镜设在透镜片构件下表面的边缘区域。

摘要： 提供一种显示高弹性模量和高折光率，对塑料基材具有好的粘附性和透明性，透镜层在宽温度范围具有好的形状保持能力，受外力难以变形和破裂的菲涅耳透镜用活性能量射线固化性树脂组合物以及使用该组合物的菲涅耳透镜薄片。树脂组合物含有的必要成分为：环状结构和具有2个以上的甲基丙烯酰基的环氧当量450g/eq以上的环氧(甲基)丙烯酸酯(a)，和特定的3官能团(甲基)丙烯酸酯(b)，和具有氧亚丙基结构的脂肪族多元醇组成的分子量700以下的(甲基)丙烯酸酯(c)，和具有环状结构的单官能团(甲基)丙烯酸酯(d)。

摘要： 提供一种透镜，具有包括多个面的透明部件、分别设于该透明部件的多个面的菲涅耳透镜面，透明部件具有包括第一面和与该第一面相对的第二面的大体板状的形状，菲涅耳透镜面为设于透明部件的上述第一面和第二面的透镜。