专利名称：光能测量装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种光能测量装置，尤其是一种测量光能量分布均勻度的测量装置。
背景技术：
通常，现有技术的一种聚焦式太阳能发电装置采用聚焦的方式将太阳光的光能密度成倍提高后，再照射于太阳能电池单元，例如单晶硅片，借此可以在较小面积的太阳能电池单元上获得较大的电流，从而提高太阳能电池的光电转换效率。但是，该种太阳能发电装置对太阳光聚焦后产生的光能分布会受到太阳光照射方向的影响，且太阳光聚焦后的光斑面积较小，现有技术的光能测量装置较难测量太阳光聚焦后的在光斑处的能量分布。
发明内容
为解决现有技术对太阳光聚焦后能量分布不易测量的问题，有必要提供一种方便测量太阳光聚焦后能量分布的光能测量装置。一种光能测量装置，其包括沿光轴依次设置的平行光发射器、菲涅尔透镜、光纤阵列，以及光能测量仪，该光纤阵列包括多个相邻设置的光纤，每一光纤相对两端分别包括一入光面和一出光面，该多个光纤的入光面在该菲涅尔透镜的焦点处共面并定义一光能入射面，该多个光纤的出光面共面并定义一光能出射面，该光能测量仪包括光能探头和连接该光能探头的测量单元，该光能探头同该光能出射面光学耦合，该平行光发射器所发出的平行光线经菲涅尔透镜汇聚后至少照射部分该光能入射面，该光能测量仪用于感测并计算该光纤阵列光能入射面的光能分布。相较于现有技术，上述光能测量装置采用细小的光纤汇聚成的光纤阵列对平行光聚集后的光能分布进行测量，可以较为准确的测量太阳光聚焦后的能量分布。
光能入射面35
光能出射面36
光能测量仪40
光能探头41
测量单元42
显不器43
转动装置50
第一齿轮51
第二齿轮52
驱动装置53
角度调整装置60
第一角度调整器61
第二角度调整器6具体实施例方式请参阅图1，本发明第一实施方式的光能测量装置1包括沿光轴19依次设置的平行光发射器10、菲涅尔透镜20、光纤阵列30、光能测量仪40、转动装置50，以及角度调整装置60。该光纤阵列30包括多个相邻设置的横截面为圆形的柱状光纤31，每一光纤31的相对两端分别包括一入光面32和一出光面33。该多个光纤31的入光面32在该菲涅尔透镜20的焦点处共面并定义一光能入射面35。本实施方式中，该光能入射面35为条状的长方形平面。该光能入射面35垂直于该光轴19并关于光轴19对称，其面积略小于平行光线 11经菲涅尔透镜20汇聚后在其焦点处产生的光斑的面积。该多个光纤31的出光面33共面并定义一光能出射面36。本实施方式中，光能出射面36也为条状的长方形平面。本实施方式中，该多条光纤31平行排列在同一平面，每一光纤31延伸的方向与光轴19平行使得该多条光纤31关于光轴19对称。每一光纤31除了入光面32和一出光面33之外的表面设有反射膜37以提高光能传输的效率。替代实施方式中，该每一光纤31的横截面还可以为三角形、方形，或其他预先设定的形状。该光能测量仪40包括至少一光能探头41和连接该光能探头41的测量单元42。 该测量单元包括一显示器43。该至少一光能探头41与该光能出射面36光学耦合，该平行光发射器10所发出的平行光线11经菲涅尔透镜20汇聚后至少照射部分该光能入射面35。 该光能测量仪40用于感测并计算该光纤阵列30的光能出射面36的光能分布。本实施方式中，该光能测量仪40包括多个光能探头41，每一光能探头41与一光纤31的出光面33光学耦合。该光能测量仪40经由每一光能探头41分别测量每一光纤31的出光面33的能量， 进而计算聚焦后的平行光11在该光能入射面35所产生的光能分布。该显示器43根据该测量单元42提供的数据显示该光能入射面的光能分布图像。该转动装置50包括环套于该光纤阵列30外围的第一齿轮51、与该第一齿轮啮合的第二齿轮52、以及驱动装置53。该驱动装置53为一马达，其驱动第二齿轮52转动并带动该第一齿轮51同时转动，进而驱动被固定于第一齿轮51轴心位置的该光纤阵列30旋转， 以使光纤阵列30可以停在预先设定的位置，对平行光线经过菲涅尔透镜20汇聚后的能量分布。该角度调整装置60包括第一角度调整器61与第二角度调整器62，该角度调整装置60用于调整该平行光发射器10发出光线11相对于光轴19的夹角，以便于测试与光轴 19具有不同倾角的平行光线11经由菲涅尔透镜20汇聚后在该光能入射面35所产生的光能分布。为了便于描述，建立图1中所示的三维直角坐标系(X，Y，Z)，其中光轴19平行于 Y坐标轴设置，该平行光发射器10发出光线11朝向Y坐标轴方向。该第一角度调整器61 调整该平行光发射器10围绕X坐标轴旋转，该第二角度调整器62调整该平行光发射器10 围绕Y坐标轴旋转。该第一角度调整器61与第二角度调整器62相配合可以将平行光线11 出射的方向与光轴19的夹角调整到任意锐角。—实施方式中，当平行光发射器10发出光线11与光轴19的夹角为零，即平行于 Y坐标轴时，平行光线11经由菲涅尔透镜20汇聚后在该光能入射面35所产生的光能分布如图2所示。另一实施方式中，当平行光发射器10发出光线11相对于光轴19的夹角为一锐角θ时，平行光线11经由菲涅尔透镜20汇聚后在该光能入射面35所产生的光能分布如图3所示。图2和图3中，X轴的坐标代表光能入射面35上的任意一点的位置，单位为毫米；Y轴的坐标代表光能入射面35上的任意一点对应的光能的大小，单位为瓦特。光能测量装置1采用较为细小的光纤31汇聚成的光纤阵列30对太阳光或者模拟太阳光的平行光11经过聚集后的光能分布进行测量，可以准确模拟并测量太阳光聚焦后的在光斑处的能量分布。本技术领域的普通技术人员应当认识到，以上的实施方式仅是用来说明本发明， 而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围之内，对以上实施例所作的适当改变和变化都落在本发明要求保护的范围之内。
权利要求
1.一种光能测量装置，其包括沿光轴依次设置的平行光发射器、菲涅尔透镜、光纤阵列，以及光能测量仪，该光纤阵列包括多个相邻设置的光纤，每一光纤相对两端分别包括一入光面和一出光面，该多个光纤的入光面在该菲涅尔透镜的焦点处共面并定义一光能入射面，该多个光纤的出光面共面并定义一光能出射面，该光能测量仪包括光能探头和连接该光能探头的测量单元，该光能探头同该光能出射面光学耦合，该平行光发射器所发出的平行光线经菲涅尔透镜汇聚后至少照射部分该光能入射面，该光能测量仪用于感测并计算该光纤阵列光能入射面的光能分布。
2.如权利要求1所述的光能测量装置，其特征在于每一光纤的横截面为方形。
3.如权利要求1所述的光能测量装置，其特征在于每一光纤的横截面为圆形。
4.如权利要求1所述的光能测量装置，其特征在于每一光纤延伸的方向与光轴平行。
5.如权利要求1所述的光能测量装置，其特征在于该光能入射面垂直该光轴对称设置。
6.如权利要求5所述的光能测量装置，其特征在于该光能入射面的面积小于平行光线经菲涅尔透镜汇聚后在焦点处产生的光斑的面积。
7.如权利要求6所述的光能测量装置，其特征在于该光能入射面为条状的长方形平
8.如权利要求7所述的光能测量装置，其特征在于进一步包括一转动装置，该转动装置使该光能入射面围绕该光轴转动。
9.如权利要求1所述的光能测量装置，其特征在于每一光纤的外表面设有反射膜。
10.如权利要求1所述的光能测量装置，其特征在于该光能探头为多个，每一光能探头对应与一光纤的出光面光学耦合。
11.如权利要求1所述的光能测量装置，其特征在于进一步包括一连接该平行光发射器的角度调整装置，该角度调整装置用于调整该平行光发射器所发出的光线与光轴之间的角度。
12.如权利要求1所述的光能测量装置，其特征在于进一步包括一显示器，该显示器根据该测量单元提供的数据显示该光能入射面的光能分布图像。
全文摘要
一种光能测量装置，其包括沿光轴依次设置的平行光发射器、菲涅尔透镜、光纤阵列，以及光能测量仪，该光纤阵列包括多个相邻设置的光纤，每一光纤相对两端分别包括一入光面和一出光面，该多个光纤的入光面在该菲涅尔透镜的焦点处共面并定义一光能入射面，该多个光纤的出光面共面并定义一光能出射面，该光能测量仪包括光能探头和连接该光能探头的测量单元，该光能探头同该光能出射面光学耦合，该平行光发射器所发出的平行光线经菲涅尔透镜汇聚后至少照射部分该光能入射面，该光能测量仪用于感测并计算该光纤阵列光能入射面的光能分布。该光能测量装置可以准确测量太阳光聚焦后的能量分布。
文档编号G01J1/04GK102445268SQ20101029908
公开日2012年5月9日 申请日期2010年9月30日 优先权日2010年9月30日
发明者卢建廷, 江国丰, 罗国萌, 陈昱树, 陈颖庆, 黄正杰 申请人:富士迈半导体精密工业(上海)有限公司, 沛鑫能源科技股份有限公司