组合非球面太阳能聚光镜的光学设计

提出了一种组合非球面反射型太阳能聚光镜并给出了设计方法。聚光镜由38片非球面组成，每一片非球面都由一组特定系数C，a2，a4，a6，a8，a10的偶次非球面方程决定，是此特定非球面的一部分。根据非球面方程和光反射定律矢量形式，导出了非球面内壁上太阳反射光束的方向矢量与非球面系数C，a2，a4，a6，a8，a10的关系，适当地选择这些非球面系数，即适当地调整非球面面型，可以使太阳反射光束具有特定的方向矢量，使入射到非球面内壁上的太阳光束反射后全部聚焦在某一特定的区域内，形成小的光斑。每组特定系数都用粒子群优化算法求得，并经计算机模拟和实验证明其聚焦效果。聚光镜的光束压缩比为330∶1，其聚焦光斑可作为一种高温热源，而此聚光镜可以用在太阳能加热装置中。