本實用新型屬于光纖
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及一種光纖聚光器。
背景技術(shù)：
：光導(dǎo)照明出現(xiàn)于20世紀(jì)80年代。該照明系統(tǒng)以室外自然光線為光源，通過特殊的傳輸裝置將光線導(dǎo)入到室內(nèi)需要照明的場所，得到由自然光帶來的特殊照明效果，是一種綠色健康、節(jié)能環(huán)保的新型照明產(chǎn)品。同樣，通過光纖聚集自然光用于照明、太陽能發(fā)電或者太陽能加熱等方面。目前很多光導(dǎo)照明采用光導(dǎo)管導(dǎo)光。由于光導(dǎo)管照明系統(tǒng)體積巨大，安裝這些光導(dǎo)管必須與建筑一體設(shè)計，成本高，占用空間大；且對于沒有預(yù)先設(shè)計的建筑，系統(tǒng)無法安裝使用。由于光纖體積小，導(dǎo)光效率高，便于安裝，光纖導(dǎo)光照明系統(tǒng)受到了重視，近幾年來在照明領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛。但是需要與跟蹤器、控制器、聚光器以及室內(nèi)的散光器等各種各樣的部件可組裝成一套完整的光纖導(dǎo)光照明系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高。光纖導(dǎo)光照明系統(tǒng)其聚光器大多采用光學(xué)器件，如透鏡，菲涅爾透鏡，凹面反射鏡等將平行太陽匯聚耦合進(jìn)光纖。系統(tǒng)對準(zhǔn)精度要求高，且必須對太陽跟蹤。有很多采用定日鏡的聚光系統(tǒng)，比如申請公布號CN103562652A，發(fā)明名稱為太陽光聚光系統(tǒng)的專利，定日鏡同樣需要考慮太陽跟蹤的問題。整體來說，系統(tǒng)復(fù)雜，精密度要求高，可靠性低，成本高。技術(shù)實現(xiàn)要素：本實用新型的目的在于提供一種光纖聚光器，解決現(xiàn)有技術(shù)中聚光器結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高以及穩(wěn)定性差的技術(shù)問題。為了解決上述問題，本實用新型采用如下技術(shù)方案：一種光纖聚光器，由多個光纖單元連接構(gòu)成樹狀結(jié)構(gòu)，每個光纖單元包括至少兩個接收端和一個輸出端，光纖聚光器自下而上包括多層，所述相鄰層中上層光纖單元的輸出端與下層相鄰光纖單元的一個接收端連接，自下而上光纖單元數(shù)量逐層增加；所述最上層多個光纖單元的接收端接收太陽光后逐層向下匯聚、傳送，最后經(jīng)最下層光纖單元的輸出端射出。本實用新型中將光纖單元制成樹杈形結(jié)構(gòu)，可以是二叉結(jié)構(gòu)或者類似的多叉結(jié)構(gòu)，將多個光纖單元組裝成樹冠狀的光纖聚光器，最上層多個光纖單元接受自然光，然后通過多層光纖單元結(jié)構(gòu)逐層匯聚，最終匯聚到最下層的主干光纖單元中，實現(xiàn)將大面積的自然光匯聚到單根或者少數(shù)幾根光纖中，并通過光纖傳輸?shù)绞覂?nèi)，實現(xiàn)自然光室內(nèi)照明，達(dá)到高效聚光的效果。匯聚的太陽光也可應(yīng)用于太陽能發(fā)電或者太陽能加熱等領(lǐng)域中。進(jìn)一步改進(jìn)，所述每個光纖單元包括兩個接收端和一個光輸出端，呈Y形結(jié)構(gòu)。進(jìn)一步改進(jìn)，所述光纖單元數(shù)量逐層呈幾何級增長，其中最下層只有一個光纖單元。通過增加最上層光纖單元數(shù)量，增大光纖聚光器收受太陽光的面積，且最下層只有一個輸出端，則提高了聚光的效果。進(jìn)一步改進(jìn)，所述相鄰光纖單元之間通過光學(xué)膠連接，無需耦合，操作方便，效率高。通過光學(xué)膠把兩個光纖單元的相鄰端面精密對接起來，以使上層光纖單元輸出的光能量能最大限度地耦合到下層光纖單元中去，并使其介入光鏈路從而對系統(tǒng)造成的影響減到最小。進(jìn)一步改進(jìn)，所述光纖聚光器的上表面整體呈半球面。光纖聚光器上層的多個光纖單元排布成球面狀，無需設(shè)置定日鏡，不需要跟蹤太陽，太陽光線方向變化對其聚光效果影響小，可以實現(xiàn)聚光器的光通量在一天中變化最為緩慢，保證自然光照明在一天當(dāng)中的穩(wěn)定性。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有如下有益效果：1、本實用新型所述聚光器只用光纖單元組成樹形結(jié)構(gòu)，無需其他聚光光學(xué)器件，結(jié)構(gòu)簡單，成本低。2、通過增加光纖單元數(shù)量，增大光纖聚光器收受太陽光的面積，提高聚光效果。3、光纖聚光器上層的多個光纖單元排布成球面狀，無需設(shè)置定日鏡，不需要跟蹤太陽，太陽光線方向變化對其聚光效果影響小，可以實現(xiàn)聚光器的光通量在一天中變化最為緩慢，保證自然光照明在一天當(dāng)中的穩(wěn)定性。附圖說明圖1為本實用新型所述光纖單元結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本實用新型所述光纖聚光器的結(jié)構(gòu)示意圖。具體實施方式為了更好地理解本實用新型，下面結(jié)合實施例進(jìn)一步闡釋本實用新型的內(nèi)容，但本實用新型的內(nèi)容不僅僅局限于下面的實施例。如圖1、2所示，一種光纖聚光器，由多個光纖單元1連接構(gòu)成樹狀結(jié)構(gòu)，每個光纖單元包括至少兩個接收端11和一個輸出端12，光纖聚光器自下而上包括多層，所述相鄰層中上層光纖單元的輸出端12與下層相鄰光纖單元的一個接收端11連接，自下而上光纖單元1數(shù)量逐層增加；所述最上層多個光纖單元的接收端接收太陽光后逐層向下匯聚、傳送，最后經(jīng)最下層光纖單元的輸出端射出。本實用新型中將光纖單元制成樹杈形結(jié)構(gòu)，并將多個光纖單元1組裝成樹冠狀的光纖聚光器，最上層多個光纖單元1接受自然光，然后通過光纖單元結(jié)構(gòu)逐層匯聚，最終匯聚到最下層的主干光纖單元1中，實現(xiàn)將大面積的自然光匯聚到單根或者少數(shù)幾根光纖中，并通過光纖傳輸?shù)绞覂?nèi)，實現(xiàn)自然光室內(nèi)照明，達(dá)到高效聚光的效果。在本實施例中，所述每個光纖單元1包括兩個接收端11和一個光輸出端12，呈Y形結(jié)構(gòu)。在本實施例中，所述光纖單元1數(shù)量逐層呈幾何級增長，其中最下層只有一個光纖單元1。通過增加最上層光纖單元數(shù)量，增大光纖聚光器收受太陽光的面積，且最下層只有一個射出端，則提高了聚光的效果。在本實施例中，所述相鄰光纖單元之間通過光學(xué)膠連接，無需耦合，操作方便，效率高。通過光學(xué)膠把兩個光纖單元的相鄰端面精密對接起來，使上層光纖單元輸出的光能量能最大限度地耦合到下層光纖單元中去。單個光纖單元接收端太陽光入射角度與聚光效果的關(guān)系如表1所示。表1入射角度與聚光效果的關(guān)系入射角度0°5°10°15°20°25°30°聚光效果98％93.07％91.01％82.02％77.59％66.75％66.07％角度35°40°45°50°55°60°65°聚光效果50.84％41.77％26.32％22.16％22.34％20.71％18.50％從表1中可以看出，隨著入射光與接收端角度的增加，單個光纖單元聚光效果下降，當(dāng)35°時，仍有50％左右的入射光能被聚光，無需要求光纖端面對準(zhǔn)太陽光，仍能實現(xiàn)有效聚光。在無太陽直射的情況下，也能夠收集環(huán)境光，實現(xiàn)自然光照明。光學(xué)模擬表明，在散射光條件下，入射到光纖端面的光通量的聚光效率可以達(dá)到67.8％。故在本實施例中，光纖聚光器上層的多個光纖單元排布成球面狀，在一天當(dāng)中，無論太陽如何偏移，總有一部分光纖單元的接收端與太陽光垂直，實現(xiàn)聚光器的光通量在一天中變化最為緩慢，提高在一天當(dāng)中自然光照明的穩(wěn)定性。無需設(shè)置定日鏡，不需要跟蹤太陽，太陽光線方向變化對其聚光效果影響小。本實用新型中未做特別說明的均為現(xiàn)有技術(shù)或者通過現(xiàn)有技術(shù)即可實現(xiàn)，而且本實用新型中所述具體實施案例僅為本實用新型的較佳實施案例而已，并非用來限定本實用新型的實施范圍。即凡依本實用新型申請專利范圍的內(nèi)容所作的等效變化與修飾，都應(yīng)作為本實用新型的技術(shù)范疇。當(dāng)前第1頁1 2 3