复合椭球腔太阳能聚光均匀线光源设计

摘要：

为了实现太阳光直接泵浦板条高功率激光器,对均匀线形高功率密度泵浦源进行研究.本文提出由一级聚光系统与7个共焦点椭球叠加形成二级聚光系统(复合椭球腔),组合实现高功率密度均匀线光源的设计方法.每个椭球可对圆形第一焦斑进行等辐射通量分割,镜像成像特点使得峰值功率密度未明显下降,分解后镜像光斑在第二焦点处形成均匀线光源.通过坐标变化给出等辐射通量数学模型,利用退火算法求解出每个椭球旋转平移参量.由半径为30 mm,焦距为70 mm菲涅尔透镜和a=3.4 mm,c=3.15 mm单椭球腔组成一级系统,附带二级复合椭球腔聚光系统,可实现有效长度为12 mm,峰值功率密度为1.09×106 W/m2,均匀度为95.46％线光源.对比每个椭球参量对均匀度贡献,中间椭球旋转参量θ为1.4°,均匀度改善明显,边缘椭球参量A改变对线光源有效长度影响显著,其最佳值为0.53 mm.

关键词：太阳能聚光器、复合椭球腔、菲涅尔透镜、模拟退火算法

所属期刊栏目：16

分类号：TN242;TN245(光电子技术、激光技术)

资助基金：装备预研重点实验室基金;天津市科技计划项目;国家级大学生创新创业训练计划项目

在线出版日期：2023-02-15（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：144-150