太陽光自動跟蹤及空心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，如何對太陽光進行長距離傳輸并實現(xiàn)照明是當前學術(shù)界研究的一個熱點。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問題，尤其是太陽光在光纖中傳輸損耗問題尤為嚴重，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)計了一套太陽光采集傳輸?shù)南到y(tǒng)，著重對其中的傳輸光纖部分進行研究。利用RSOFT軟件設(shè)計了一種可用于太陽光傳輸?shù)目招腂ragg光纖，并對其傳輸特性進行詳細地分析和研究

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)計三種不同結(jié)構(gòu)參數(shù)的空心Bragg光纖分別傳輸紅、綠、藍三個波段光的方法，在光纖輸出端匯聚，從而間接實現(xiàn)對整個太陽光的傳輸。本論文的主要內(nèi)容有：
　　1.設(shè)計了一套太陽光自動跟蹤采集系統(tǒng)，使用地平坐標雙軸跟蹤法和光敏電阻陣列跟蹤法對太陽光進行實時跟蹤，使用菲涅爾透鏡對太陽光進行匯聚?？蓪崿F(xiàn)在晴天甚至陰天對太陽光的高效率采集。
　　2.利用RSOFT軟件設(shè)計一種用

3、于傳輸可見光的空心Bragg光纖，并使用平面波展開法對空心Bragg光纖的光子晶體帶隙情況進行模擬計算和分析研究。討論了介質(zhì)材料，材料折射率，晶格周期對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晶格周期大小的1/3。
　　3.基于COMSOL軟件利用有限元法分別對設(shè)計的三種結(jié)

4、構(gòu)參數(shù)的空心Bragg光纖的傳輸特性進行研究，重點分析和討論了空心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、藍三個波段光的光纖結(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、藍光的損耗幾乎為0，可間接實現(xiàn)太陽光的長距