發(fā)布時(shí)間：2020-05-07 16:43

【摘要】：太陽(yáng)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(duì)太陽(yáng)光進(jìn)行長(zhǎng)距離傳輸并實(shí)現(xiàn)照明是當(dāng)前學(xué)術(shù)界研究的一個(gè)熱點(diǎn)。然而,現(xiàn)有的太陽(yáng)光采集傳輸系統(tǒng)多存在采集效率低和傳輸損耗大兩個(gè)問(wèn)題,尤其是太陽(yáng)光在光纖中傳輸損耗問(wèn)題尤為嚴(yán)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(jì)了一套太陽(yáng)光采集傳輸?shù)南到y(tǒng),著重對(duì)其中的傳輸光纖部分進(jìn)行研究。利用RSOFT軟件設(shè)計(jì)了一種可用于太陽(yáng)光傳輸?shù)目招腂ragg光纖,并對(duì)其傳輸特性進(jìn)行詳細(xì)地分析和研究。由于可見(jiàn)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(jì)三種不同結(jié)構(gòu)參數(shù)的空心Bragg光纖分別傳輸紅、綠、藍(lán)三個(gè)波段光的方法,在光纖輸出端匯聚,從而間接實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)太陽(yáng)光的傳輸。本論文的主要內(nèi)容有:1.設(shè)計(jì)了一套太陽(yáng)光自動(dòng)跟蹤采集系統(tǒng),使用地平坐標(biāo)雙軸跟蹤法和光敏電阻陣列跟蹤法對(duì)太陽(yáng)光進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤,使用菲涅爾透鏡對(duì)太陽(yáng)光進(jìn)行匯聚�？蓪�(shí)現(xiàn)在晴天甚至陰天對(duì)太陽(yáng)光的高效率采集。2.利用RSOFT軟件設(shè)計(jì)一種用于傳輸可見(jiàn)光的空心Bragg光纖,并使用平面波展開(kāi)法對(duì)空心Bragg光纖的光子晶體帶隙情況進(jìn)行模擬計(jì)算和分析研究。討論了介質(zhì)材料,材料折射率,晶格周期對(duì)光子晶體帶隙的影響,確定了適合低損耗傳輸太陽(yáng)光中可見(jiàn)光波段紅、綠、藍(lán)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(gè)晶格周期大小的1/3。3.基于COMSOL軟件利用有限元法分別對(duì)設(shè)計(jì)的三種結(jié)構(gòu)參數(shù)的空心Bragg光纖的傳輸特性進(jìn)行研究,重點(diǎn)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(duì)空心Bragg光纖傳輸損耗的影響,確定了適合傳輸可見(jiàn)光波段紅、綠、藍(lán)三個(gè)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(lán)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(lán)光的損耗幾乎為0,可間接實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)光的長(zhǎng)距離傳輸照明�？傊�,本文的研究工作有望為空心Bragg光纖用于自動(dòng)跟蹤、采集并長(zhǎng)距離傳輸太陽(yáng)光提供理論依據(jù)和實(shí)驗(yàn)參考。
【學(xué)位授予單位】：南京郵電大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TK513.4

【參考文獻(xiàn)】

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1 李偉,那艷玲;空芯塑料光纖傳光機(jī)理及制備工藝[J];沈陽(yáng)建筑工程學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2001年03期

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本文編號(hào)：2653251