聚光镜型大口径菲涅耳透镜的设计理论和研制

建立了一套较完整的大口径聚光镜型菲涅耳透镜设计和分析理论。对制成的透镜进行了误差分析和象质评价。此外,进行了应用开发。     

光学显微系统的图像质量优化方法

为了改善显微成像系统的照明均匀度和光照度,对透射式显微镜照明装置中的聚光镜进行优化设计.首先,分析由双透镜组成的阿贝聚光镜光轴不对中、通光孔径小等问题对成像质量带来的负面影响.然后,提出用单一非球面透镜替代双透镜聚光镜来改善成像质量的方法.最后,实测聚光镜改进前后的照明装置对显微镜照明均匀度和光照度等关键性能指标的影响.实验结果表明:在20X,40X物镜下,使用单个非球面透镜组成的聚光镜的照明装置的照明均匀度分别达到0.50%和0.66%,比改进前的双透镜聚光镜的均匀度提高5倍;同时,优化聚光镜后的照明装置光照度比优化前分别提高了15%和17%.实际样本实验也表明,使用单个非球面镜聚光镜的照明装置能有效提高照明均匀度和光照度,可以改善透射式光学显微镜的成像质量.     

塔式系统圆形镜场中余弦效率分布的研究

定日镜在接受和反射太阳辐射能至吸热器的过程中,存在着诸多损失。不正当的聚光镜场布置方案将引起过量的损失,其余弦损失所占的比例最大。因而有必要对定日镜处于不同坐标位置的余弦效率进行研究。首先建立了塔式太阳能热发电中余弦效率的数学模型。其次通过对阴影和阻挡损失——聚光场密度的折衷考虑,选择规则且灵活的放射状交错排列方式,得到圆形聚光镜场。最后在圆形镜场中对夏至日不同时间的余弦效率进行仿真,并从仿真结果中得到一些结论。基于这些结论,可重新定义定日镜的布置方案和检修策略,以便于获得更多的太阳辐射能,降低其成本。     

新型风光互补发电模式研究

提出了以聚光镜加热空气使之对流并通过伞状透光材料整流为水平方向的风力,生成的热风和自然风联合推动普通风力发电机发电的新型模式.通过建立量纲分析模型,揭示了各个变量间的关系.以直径1.5m聚光镜进行造风实验,测得了同一热源下不同高度处的风速波动和温度差的变化、同一高度差0.7m处不同热源强度下的风速波动与温度差的变化、测点相同温度差25℃下不同位置处风速波动和风速随高度变化的幅度与温度差的关系.运用方差齐次性检验和方差分析,比较了各组数据的显著性差异,证明了该新型发电模式的可行性.