太陽光自動(dòng)跟蹤及空心Bragg光纖傳輸系統(tǒng)研究.pdf

1、太陽光作為一種綠色的可再生資源，具有廣泛的應(yīng)用前景，如何對(duì)太陽光進(jìn)行長(zhǎng)距離傳輸并實(shí)現(xiàn)照明是當(dāng)前學(xué)術(shù)界研究的一個(gè)熱點(diǎn)。然而，現(xiàn)有的太陽光采集傳輸系統(tǒng)多存在采集效率低和傳輸損耗大兩個(gè)問題，尤其是太陽光在光纖中傳輸損耗問題尤為嚴(yán)重，目前常用的塑料光纖傳輸幾十米已是極限。本文研究并設(shè)計(jì)了一套太陽光采集傳輸?shù)南到y(tǒng)，著重對(duì)其中的傳輸光纖部分進(jìn)行研究。利用RSOFT軟件設(shè)計(jì)了一種可用于太陽光傳輸?shù)目招腂ragg光纖，并對(duì)其傳輸特性進(jìn)行詳細(xì)地分析和研究

2、。由于可見光波段范圍很廣，單一光纖很難具有那么寬的帶隙，故采用設(shè)計(jì)三種不同結(jié)構(gòu)參數(shù)的空心Bragg光纖分別傳輸紅、綠、藍(lán)三個(gè)波段光的方法，在光纖輸出端匯聚，從而間接實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)太陽光的傳輸。本論文的主要內(nèi)容有：
　　1.設(shè)計(jì)了一套太陽光自動(dòng)跟蹤采集系統(tǒng)，使用地平坐標(biāo)雙軸跟蹤法和光敏電阻陣列跟蹤法對(duì)太陽光進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤，使用菲涅爾透鏡對(duì)太陽光進(jìn)行匯聚?？蓪?shí)現(xiàn)在晴天甚至陰天對(duì)太陽光的高效率采集。
　　2.利用RSOFT軟件設(shè)計(jì)一種用

3、于傳輸可見光的空心Bragg光纖，并使用平面波展開法對(duì)空心Bragg光纖的光子晶體帶隙情況進(jìn)行模擬計(jì)算和分析研究。討論了介質(zhì)材料，材料折射率，晶格周期對(duì)光子晶體帶隙的影響，確定了適合低損耗傳輸太陽光中可見光波段紅、綠、藍(lán)三波段光的光纖包層材料和結(jié)構(gòu)參數(shù)。即采用折射率2.2的PC材料和折射率1.4的PVDF材料作為包層的材料，其中低折射率材料厚度占一個(gè)晶格周期大小的1/3。
　　3.基于COMSOL軟件利用有限元法分別對(duì)設(shè)計(jì)的三種結(jié)

4、構(gòu)參數(shù)的空心Bragg光纖的傳輸特性進(jìn)行研究，重點(diǎn)分析和討論了空心Bragg光纖的傳輸損耗特性。揭示了晶格周期，光纖芯徑，包層周期層對(duì)空心Bragg光纖傳輸損耗的影響，確定了適合傳輸可見光波段紅、綠、藍(lán)三個(gè)波段光的光纖結(jié)構(gòu)參數(shù)。即包層周期層數(shù)為5層或以上，空氣芯半徑為75um，傳輸紅光，綠光，藍(lán)光的空心Bragg光纖的晶格周期分別為1.35um，1.05um，0.85um。在此結(jié)構(gòu)中傳輸紅、綠、藍(lán)光的損耗幾乎為0，可間接實(shí)現(xiàn)太陽光的長(zhǎng)距