平行光源的制作方法
【技術領域】
[0001] 本實用新型設及光學領域中人造平行光。其廣泛應用于光催化、工業催化、光解 水產氨、光化學催化、光化學合成、光降解污染物、水污染處理、生物光照，光學檢測、聚光光 伏、光加速實驗等研究領域。
【背景技術】
[0002] 太陽能具有清潔、無資源地域限制、對人類來說永無枯竭等優良特性，越來越受到 人們的青睞，其中太陽能光伏利用即太陽光通過光伏器件直接轉換成電能的技術尤其引人 注目。
[0003] 目前，一個完整的聚光光伏發電系統主要包括聚光太陽電池組件、太陽跟蹤器、電 能存儲或逆變設備等幾部分。聚光太陽電池組件作為光電轉換部件，主要由透射式或反射 式聚光器和安裝有光伏電池晶片的電路板所組成。使用時通過太陽跟蹤器使聚光透鏡基本 正對陽光照射方向，然后通過運些聚光透鏡分別將太陽光匯聚并投射到電路板上與各個聚 光透鏡相對應的光伏電池晶片的接收面上，從而使各個光伏電池晶片中產生電流，運些電 流通過電路板上的線路輸出。
[0004][0005] 聚光光伏在測試時，需要一種平行光源，用W模擬太陽光，但目前在實驗室中很難 獲得一個良好的平行光源。其原因在于目前的平行光源出光口徑難于做大，一般的光源口 徑僅在（MOOmm左右時，通常發散角已經達到5度。如果進一步加大光源口徑，其發散角還 會進一步增大。即使將發散角控制在5°左右，人造光源也很難完美的模擬自然環境中的太 陽光平行照射情況，對于太陽能光伏產品研制造成了嚴重的制約。 【實用新型內容】
[0006] 本實用新型的目的在于克服現有技術中所存在的上述不足，提供一種可W將外界 雜散光轉換為平行光的一種光學元件，從而獲得一種口徑不受限制的平行光發生器。
[0007] 為了實現上述目的，本實用新型提供了W下技術方案：
[0008] 一種平行光源，包括發光元件和透光平板，發光元件激發的光線經過透光平板轉 化為平行光。所述透光平板內部規則排布有雙折射晶體。所述雙折射晶體的尺寸為發光元 件激發的光線的波長量級，優選的雙折射晶體的尺寸為300~900nm，更優選的，晶體尺寸 為 400 ~800nm。
[0009] 本實用新型是利用雙折射晶體的光線選擇特性來實現雜散光轉換為平行光的目 的。其原理在于采用在透光平板內部規則排布尺寸為波長量級且具有雙折射率的晶體。當 光波遇到波長量級的微粒時，會發生米氏散射。而光遇到雙折射晶體是會分離成尋常光O 光和非尋常光e光。且晶體主截面內e光由于其特殊性，可W在一個特殊的方向上直接透 過微粒，不改變e光的傳播方向。同時通過選擇合適的透過平板及雙折射晶體，使得該傳播 方向超過或等于透明平板的全反射角，則e光將在透光平板內部傳播至出口，同時保證了 通過出口光的傳播方向總是能夠直接透過雙折射晶體的特殊角度一致。而其他非該特殊角 度的光在內部發生散射，直至滿足輸出的特殊角度條件，從而出射。
[0010] 與現有技術相比，本實用新型的有益效果：本實用新型的平行光源解決了現有技 術中平行光源容易發散的問題，可W提供更大口徑的人造平行光源，完美的模擬自然環境 中的太陽光平行照射情況，對于太陽能光伏產品研制具有重大意義。
【附圖說明】：
[0011] 圖1為平行光源發生器結構示意圖。
[0012] 圖2為光波遇到波長量級的微粒發生米氏散射的示意圖。
[0013] 圖3為光在平行光源發生器內部的光路。
[0014] 圖4為e光在雙折射晶體表面的傳播參數。
[0015] 圖5為平行光源發生器的內部結構。
[0016] 圖6為一種傳統的實現平行光源的方式原理示意。
[0017] 圖中標記：1-透光平板，2-雙折射晶體，3-光源。
【具體實施方式】
[0018] 雙折射率是當普通光線進入各向異性物質內（如方解石、棉纖維、人造纖維等）， 除在表面有反射光之外，進入各向異物質的光線會變為兩條光線，一條光線遵守折射定律， 稱為尋常光線，簡稱0光；另一條光線并不按照折射定律的角度而折射，稱為非尋常光線， 簡稱E光。運種現象即稱為雙折射。運兩條光線的折射率之差，就稱為雙折射率。對于棉 纖維（正晶體）來說，尋常光線（亦稱快光）的速度大于非尋常光線（亦稱慢光）。
[0019] 晶體的各向異性即沿晶格的不同方向，原子排列的周期性和疏密程度不盡相同， 由此導致晶體在不同方向的物理化學特性也不同，運就是晶體的各向異性。
[0020] 雙折射晶體中的光線滿足如下傳播規則：
[0023] 其中n為透明平板的折射率，rvn。分別是晶體中O光與e光對應的折射率。0為 晶體光軸與界面的夾角，O為入射角，a為e光波法線與光軸的夾角，0為e光光線與光 軸的夾角。
[0024] 雙折射晶體在透光平板內部均勻排列。透光平板折射率為n。使晶體光軸需朝向 一致，且平行于入射平面。即0角為已知等于0° ;由于e光出射光線與入射光共線，且0 二0,則P二90。-O;由此方程只有兩個未知數即a、0。即可通過公式①、②進行求解。 P即為出射光角。
[00巧]使用時，通過調節聚光器受光面與0角垂直，則可得到聚光器的光斑。從而實現 在實驗室對聚光器及聚光組件的檢測手段。
[00%] 進一步，所述透光平板的結構是長方體。透光平板為長方體結構，其內部設置雙折 射晶體用于光線的折射作用，透光平板主要是作為晶體的載體，同時作為光線通道使用。優 選的，透光平板的非平行光線入射/出射的方向是鏡面（反射面），光線遇到運些平面時發 生反射繼而再次被雙