一种基于卡塞格伦结构和光纤接口的太阳光聚焦装置

本技术涉及太阳光聚焦装置，具体涉及一种基于卡塞格伦结构和光纤接口的太阳光聚焦装置。

背景技术：

1、太阳光耦合进光纤的重要性和意义在于实现高效的能量传输、光信号传输。通过将太阳光与光纤相结合，如太阳能发电系统、光纤通信网络、光纤传感技术等可以实现更广泛的应用。

2、目前广泛使用的聚光器主要有菲涅尔透镜、抛物面反射镜和常规球面透镜三种。抛物面反射镜因其反射特性，不存在色差。太阳光近似于平行光照射在抛物面反射镜上时，反射面使光线反射汇聚在焦点。然而它的焦点与入射的太阳光同侧，焦点附近的其他装置不可避免造成了中心遮拦，降低了聚光系统的接收效率。卡塞格伦天线就是典型的利用抛物面反射镜的反射式聚光器，由三部分组成，即主反射器、副反射器和辐射源。其中主反射器为旋转抛物面，副反射面为旋转双曲面，其适合大口径接收太阳光、没有色差、纠正了抛物面的慧差，结构更加紧凑，一般不需要调整光轴，但仍然存在因焦点与入射的太阳光同侧而使得耦合效率低的问题。

技术实现思路

1、针对现有技术中的上述问题，本实用新型提供一种基于卡塞格伦结构和光纤接口的太阳光聚焦装置，以解决现有卡塞格伦天线耦合效率低的技术问题。

2、本实用新型采用的技术方案如下：

3、一种基于卡塞格伦结构的太阳光聚焦装置，包括卡塞格伦结构和光纤接口，在卡塞格伦结构和光纤接口之间设置一个平凸透镜，卡塞格伦结构的光源输出口和光纤接口的连线穿过平凸透镜，所述平凸透镜呈可在卡塞格伦结构和光纤接口之间移动且其倾斜角度可调节的结构设置。

4、更优地，所述平凸透镜通过一个同轴连接器和连接板连接在卡塞格伦结构和光纤接口之间，所述卡塞格伦结构的光源输出口呈管状结构，所述管状结构的外端设置外螺纹；所述平凸透镜固定在连接板的中间，连接板上设有包围平凸透镜的通孔；所述同轴连接器上设置与外螺纹匹配的内螺纹通孔，所述内螺纹通孔外均匀环设有至少3根导向柱，所述导向柱穿过连接板上的通孔与光纤接口连接。该结构通过同轴调节器的四根平行金属棒连接，可以调整平凸透镜的位置，进而实现出射光斑最小，提高耦合效率。

5、更进一步地，导向柱的直径小于连接板上的通孔直径，连接板上设有将连接板与导向柱固定的旋钮，该结构设置可以实现对平凸透镜倾斜角度的调节，实现最小光斑耦合进光纤的任务，提高耦合效率。

6、更进一步地，所述导向柱有4根，每根导向柱对应连接板的位置均设有将连接板与导向柱固定的旋钮。

7、更进一步地，所述旋钮由旋钮头和外螺纹柱组成，所述连接板的侧面设有连通对应通孔的内螺纹孔，所述内螺纹孔与外螺纹柱的螺纹相匹配。

8、综上所述，相比于现有技术，本实用新型具有如下优点及有益效果：

9、1、本实用新型在卡塞格伦望远镜的自动追光装置的基础上，在卡塞格伦结构外部设置一个平凸透镜聚光，将卡塞格伦结构所聚集后的光进行二次的聚集，在平凸透镜的后方放置多模光纤，将二次聚集后的光耦合到多模光纤上，从而避免了耦合程度差等问题，改善了耦合效果，耦合效率稳定、便于安装且能降低使用成本；

10、2、本实用新型可以通过调整平凸透镜的位置实现出射光斑最小，通过对平凸透镜倾斜角度的调节，使得光斑与所述光纤接口重合，实现最小光斑耦合进光纤的任务，进而提高耦合效率；

11、3、本实用新型各部件之间可拆卸连接，耦合效率稳定，便于安装且成本低廉，耦合效率高。

12、4、本实用新型具有光纤接口，可以连接多模光纤，也可以连接单模光纤，可以根据实际需求进行自由选择，将二次聚集后的光耦合到多模光纤上，在光纤中可以改变光的方向，便于太阳光的传输，可以把太阳光很轻松的从室外导入室内。

技术特征：

1.一种基于卡塞格伦结构和光纤接口的太阳光聚焦装置，包括卡塞格伦结构和光纤接口，其特征在于，在卡塞格伦结构和光纤接口之间设置一个平凸透镜，卡塞格伦结构的光源输出口和光纤接口的连线穿过平凸透镜，所述平凸透镜呈可在卡塞格伦结构和光纤接口之间移动且其倾斜角度可调节的结构设置。

2.如权利要求1所述的太阳光聚焦装置，其特征在于，所述平凸透镜通过一个同轴连接器和连接板连接在卡塞格伦结构和光纤接口之间，所述卡塞格伦结构的光源输出口呈管状结构，所述管状结构的外端设置外螺纹；所述平凸透镜固定在连接板的中间，连接板上设有包围平凸透镜的通孔；所述同轴连接器上设置与外螺纹匹配的内螺纹通孔，所述内螺纹通孔外均匀环设有至少3根导向柱，所述导向柱穿过连接板上的通孔与光纤接口连接。

3.如权利要求2所述的太阳光聚焦装置，其特征在于，所述导向柱的直径小于连接板上的通孔直径，连接板上设有将连接板与导向柱固定的旋钮。

4.如权利要求2所述的太阳光聚焦装置，其特征在于，所述导向柱有4根，每根导向柱对应连接板的位置均设有将连接板与导向柱固定的旋钮。

5.如权利要求3或4所述的太阳光聚焦装置，其特征在于，所述旋钮由旋钮头和外螺纹柱组成，所述连接板的侧面设有连通对应通孔的内螺纹孔，所述内螺纹孔与外螺纹柱的螺纹相匹配。

6.如权利要求1所述的太阳光聚焦装置，其特征在于，所述光纤接口连有多模光纤或单模光纤。

技术总结本技术公开了一种基于卡塞格伦结构和光纤接口的太阳光聚焦装置，涉及太阳光聚焦装置技术领域，本技术在卡塞格伦望远镜的自动追光装置的基础上，在卡塞格伦结构外部设置一个平凸透镜聚光，将卡塞格伦结构所聚集后的光进行二次的聚集，在平凸透镜的后方放置多模光纤，将二次聚集后的光耦合到多模光纤上，在光纤中可以改变光的方向，便于太阳光的传输，可以把太阳光很轻松的从室外导入室内。从而避免了耦合程度差等问题，改善了耦合效果，耦合效率稳定、便于安装且能降低使用成本。技术研发人员：金锐博,谢涛,郑帅君,李伟,袁晨智受保护的技术使用者：武汉工程大学技术研发日：20231102技术公布日：2024/5/16