摘要：为减少槽式聚光镜结构的用钢量,选取聚光镜拉翅、主三角桁架的截面尺寸及拉索初拉力为优化参数,以镜面变形与构件应力为约束条件,采用均匀设计法对聚光镜结构在最不利工况下进行优化设计;并通过有限元分析对优化结果进行检验。研究结果表明,均匀设计方法可以用于聚光镜结构的优化,在满足结构变形的控制条件下聚光镜的用钢量可减少10.3%,优化结果可为槽式聚光镜结构初步设计提供参考方案。

摘要：提出了利用多层膜聚光镜提高Schwarzschild显微镜成像均匀性的方法。设计了聚光镜的光学结构,使80%的等离子体辐射能量会聚在约0.8 mm直径的范围内。根据成像系统的工作波长和光线在聚光镜表面的入射角度,设计了Mo/Si周期多层膜,制备了聚光镜光学元件,膜层周期厚度为9.64 nm,周期数为30,对18.2 nm波长的峰值反射率为51.7%。利用所设计的聚光镜作为照明系统,对Schwarzschild物镜进行了网格成像实验。结果表明:在1.2 mm视场内可以实现2.5μm的空间分辨力,并且完全消除了物镜中心遮拦所造成的像面光强分布不均匀性。

摘要：讨论了目前太阳跟踪方式研究中存在的问题。设计了一种基于四象限太阳位置传感器的太阳跟踪器。控制上,以单片机为核心,对太阳定位传感器的输出信号进行处理,进而控制电机实现对太阳估计位置的跟踪。跟踪策略上,晴天采用光电跟踪,阴天采用日历跟踪,实现了聚光器全天候的自动跟踪。试验表明:该方法在±18°视场角度内的跟踪精度不低于0.1°;在各种天气状况下,跟踪器能够稳定工作,取得了满意的效果。

摘要：椭球面聚光镜是太阳模拟器设备的重要组成部分,其能量收集的效率决定着太阳模拟系统的能量传递效率,而太阳模拟器光学系统中的椭球面聚光镜参数一直没有理论上的设计依据,结合氙灯的发光特性并通过对MATLAB中建立的椭球面聚光镜聚光过程数值分析模型给出了椭球面聚光镜包括第一焦距、最大成像放大倍率、包容角范围及前后开口直径的确定依据,并通过在Lighttools中建立的4种仿真模型验证了理论分析的正确性.第一焦距由光源光中心高确定,最大成像放大倍率由光学积分器相对孔径及椭球镜包容角范围共同确定,椭球镜包容角范围不小于30＆#176;～120＆#176;,前开直径口由椭球镜的最大孔径角确定,后开口直径由最小孔径角和光源的径向调节量共同确定.该结论给椭球面聚光镜的设计提供了理论支撑,有利于设计完成高能量收集效率的椭球面聚光镜.

摘要：为提高太阳模拟器聚光镜的有效聚光效率,提出一种基于椭球面二项展开式的非标准椭球面聚光镜,通过改变展开式的二次项系数控制聚光镜面形,提高聚光镜对氙灯光源离焦发光点的聚光效果,使第二焦面上的光能分布更为紧凑,从而提高系统的光能有效利用率。结合具体实例进行数值分析,并采用蒙特卡洛光线追迹方法模拟实际光照效果。分析结果表明,在有效辐照面积内非标准椭球面的聚光效率相比传统标准椭球面提升了10%左右。

摘要：基于共轴聚焦设计提出了分区域聚焦法和修正分区域聚焦法。基于分区域聚焦法设计了50mm×100mm的长方形菲涅尔聚光镜。针对两组不同阵列尺寸的接收器,分析菲涅尔聚光镜的环带宽度分别为1、0.5、0.2mm时的聚光效果。结果表明随环带宽度的减小,光斑分布的均匀性逐渐增大,证明采用修正分区域聚焦法设计的菲涅尔聚光镜可以在保证聚光效率基本不变的同时,进一步提高聚光光斑分布的均匀性。

摘要：在太阳模拟器中,聚光系统是提高氙灯光源光能利用率的关键部件。根据氙灯光源的发光特性,通常采用椭球面反射式聚光镜作为模拟器的聚光系统。以用于中小型太阳模拟器的椭球镜为研究对象,基于椭球镜与光学积分器相对孔径匹配一致的设计思路,提出了椭球镜外形尺寸选型和光学参数计算的分析思路和具体方法,给出了有效的经验公式。结合具体实例通过ASAP软件对氙灯光源和椭球镜进行仿真建模,利用蒙特卡洛光路追迹方法模拟出实际光照效果,对椭球镜第二焦面上辐照度分布情况进行了仿真分析,仿真结果表明,基于该设计方法的椭球面聚光镜的有效取光比达到50%以上。验证了这种设计思路和计算方法的合理性,为太阳模拟器高效聚光椭球镜的设计提供了借鉴。

摘要：透射电子显微镜的聚光镜的作用是将电子枪发射的电子束汇聚于试样平面上,并调节试样平面处束的孔径角、束的电流密度和照明斑点半径,因此聚光镜的设计与加工是电镜照明系统制造的关键部分。以我国自主设计的TDX-200透射电子显微镜的聚光镜为研究对象,采用有限元结构分析软件ANSYS对其进行热应力分析计算,为该类型的透射电子显微镜设计和制造提供可靠数据。

摘要：针对卡塞格林太阳能聚光镜的次镜遮挡问题,提出了降低遮拦比的透镜校正法。在传统的聚光比与遮拦比计算公式的基础上,给出了校正版计算公式。选取聚光比为280,遮拦比为0.33的卡塞格林聚光镜,利用Zemax软件进行了仿真分析。结果表明利用透镜校正法,所设计的卡塞格林聚光镜的遮拦比降低了36.36%,并且聚光镜的聚光比也得到了改善,接收器表面的光斑分布也更加均匀。