CN1043005A - 光辐射器 - Google Patents

Abstract

一种光辐射器能够用螺纹拧到光缆的发光端上，以辐射通过光缆输送的光线。该光波导杆一端的周边有螺纹，以便用螺纹连接到光缆的发光端上，并且，该光波导杆的周边有螺旋形凹槽，该螺旋形凹槽随着接近杆顶部其深度逐步加深，以便从其中散射光线。

Description

本发明涉及一种光辐射器，更具体地说，涉及一种用于接收经由光缆输送的光，并将所述光按照可获得所要求的光分布的方式进行辐射的光辐射器。

本申请人以前曾提出多种方法和系统，通过采用透镜或类似物来聚焦太阳光线或人造光，并导引聚焦的光线进入光缆，然后把它们输送到需要该光线的任何场所，供照明或用于其他的用途，例如，助长作物培育;繁殖小球藻;通过日光浴进行美容处理;通过光辐射进行医疗，等等。由于聚焦的光线有一定的指向性，所以，如果让光线从光缆的截断端放射出来，辐射角是不大的，仅约46°。因此，如果让光线直接从光缆的截断端放射出来，就可能得不到上述用途所要求的光辐射。为了解决这个问题，本申请人还曾提出多种光辐射器，这些辐射器可以有效地漫射经由光缆输送的光线，并且将这些光线辐射到任何需要的空间。

例如，由本申请人先前提出的一种光辐射器包括光波导和刻在光波导上的螺旋形凹槽。

引入光波导的光线在光波导凹槽部分反射，并由此有效地加以辐射供照明之用和用于其他预定的用途。

在这种情况下，如果把螺旋形凹槽制成这样的方式，即，按光线方向使螺距逐渐变窄或凹槽本身逐渐加深，那就可从整个波光导获得基本上均匀的光辐射。

本发明的一个目的是提供一种能够接收经由光缆输送的光、并能以所要求的光分布特性将其辐射出去的光辐射器。

本发明的另一个目的是提供一种可有效地连接到光缆上的光辐射 器，更具体地说，是提供一种成本低、结构简单的光辐射器。

图1是说明作为把光线引入光缆的装置的实施例的太阳光线采集装置图，

图2是说明用于把光线引入光缆的实用实施例图，

图3表示经由透镜所产生的太阳影象的实例，

图4至6是展示按本发明实施的相应光幅射器的结构图。

图1是通过实例说明引导太阳光进入光缆的太阳光线采集装置的结构图。图1中，标号30是透明密封罩、31是菲涅耳透镜、32是透镜夹具、33是太阳方位传感器、34是由其受光端置于菲涅耳透镜系统焦面上的大量光纤组成的光缆、35是光缆夹具、36是托架、37是脉冲电机、38是由脉冲电机37驱动的水平旋转轴、39是用来支承防护密封罩30的底座、40是脉冲电机，以及41是由脉冲电机46驱动的垂直旋转轴。

利用太阳方位传感器33探测太阳的方位，并根据其探测信号分别控制水平和垂直旋转轴38和41的脉冲电机37和40，以便使太阳方位传感器总是朝向太阳，而由透镜31聚焦的太阳光线，经由置于各透镜焦点处的光缆端面，被引入光缆34中。分别安置于每个透镜处的全部光缆捆成一束光缆，其自由端被引导到上述需要光辐射的任何场所。

图2是用来说明如何把由上述透镜31采集的太阳光引入光波导中的视图。图2中，31是菲涅耳透镜或类似物，而34是接收由透镜31聚焦的太阳光并把所述太阳光输送到任何需要的场所的光缆。用透镜系统聚焦太阳光时，太阳影象有中心部分A和周围部分B，如图3所示，中心部分A几乎由白光组成，而周围部分B则含有大量其波长对应于透镜系统焦点的光分量。换句话说，在经由透镜系统聚焦太阳光的情况下，太阳影象的焦点和大小将随光分量的波长而变化。例如，波长短的兰光在位置P1形成直径为D1的太阳影象。此外，绿光在位置P2形 成直径为D2的太阳影象，而红光在位置P3形成直径为D3的太阳影象。因此，如图2所示，当将光波导的受光端面置于位置P1时，就可以在它的周围部分采集到包含许多绿色分量的太阳光。将光波导的受光端面置于位置P2时，就可以在它的周围部分采集到包含许多绿色分量的太阳光。将光波导的受光端面置于位置P3时，就可以在它的周围部分采集到包含许多红色分量的太阳光。在每种情况下，可按照待采集的光分量来选定光缆34的直径。例如，根据所测量的光线的颜色，即兰、绿、和红色，光缆所要求的直径分别是D1、D2和D3。用这样一种方式，可节省光波导的需要量，从而，可以最有效地采集包含许多所要求的颜色分量的太阳光。

另外，如图2所示，如果把光缆的受光端面的直径加大到D0，则可以采集到包含全部波长分量的可见光。光缆34可以在制造过程中预置于透镜系统的焦点处，或可使它们处于透镜系统轴向可调状态，使用户能根据准备获取的所需要的光的颜色而调整并固定所述光波导。通过选择待引入光缆的光分量的波长，可以更加有效地把所述光辐射系统应用于各种各样的用途。上述实施例涉及把太阳光线引入光缆的装置。然而，也可以把人造光引入光缆。

图4至6是用来说明实施本发明的相应光辐射装置的结构图。图4、5和6中，标号1是光缆（它相当于图1所示的光缆1或34），2是安装到所述光缆光放射端的连接器;3是包含用丙烯酸树脂或类似物制成的光波导杆的光辐射器，以及4是透明或半透明的外层构件。如图4所示，连接器2至少在其开口端部有内螺纹2a，而辐射器3在其一端有外螺纹3a，借此将所述辐射器结合到所述连接器的螺纹2a上。把辐射器螺纹部分3a拧入连接器螺纹部分2a后就可以应用该辐射器。

图4所示实施例中，包含锥形光波导3的光辐射器在直径大的一端的周边有螺纹3a，而在其锥形部分有螺旋形凹槽3b。可以适当地选 择螺旋形凹槽3b的长度1和螺距P。据此，通过选定锥形角θ、螺距P和螺旋形凹槽的恰当长度1，可以获得所需的任何光分布特性。准确地说，倘若锥形光波导3没有螺旋形凹槽3b，则引入该波导的光线主要是从波导的顶部3c放射的。相反，当光波导具有螺旋形凹槽3b时，则该光波导能够从包括顶部的宽的区段1放射光线。例如，在把光辐射器插入人体开口（诸如嘴、鼻或肛门）中以便为指定的医疗在那里辐射光线的情况下，光不仅可从顶部向前辐射，而且还可从光波导端部的圆柱面侧向辐射。尤其是，所述辐射器可容易地放入肛门内而更有效地实施医疗措施。

图5是说明本发明光辐射器的另一种实施例的视图。图5中，光辐射器包括带有周边螺旋形凹槽3b的圆柱形光波导杆，该凹槽是按这种方式构成的，即，随着凹槽逐步接近杆顶部3c，其深度逐步加深或其螺距逐步变小。这种光辐射器可从其凹槽部分均匀辐射光线，因此，可将其用作线光源。

图6是说明本发明另外的实施例的视图。图6中，光辐射器有一个带用于放射光的半圆形头的光波导杆3。这种光波导杆结构使得有可能提供一种低成本的光辐射器，因为，不必在杆体表面上刻螺旋形凹槽。图6中示出的光辐射器备有透明或半透明的外罩4，后者能够可拆卸地装到连接器2上，以罩住所述光辐射器。当然，也可以为图4和5示出的光辐射器装备与图6中示出的类似的外罩。

在光辐射器上装外罩4的优点是当光辐射器在水中应用时提高光的散射的有效性，同时，通过减小光亮度也使光线更柔和一些。外罩4可以用螺纹装到连接器2上。如图6所示，还可以在连接器上放上一个O型环5，从而，借助于所述环的弹性变形把外罩4简单地装在连接器2上。此外，图4示出的光辐射器中，从光缆1发射的光通过设置在杆的受光端的间隙3d进入光波导杆。另一方面，如图5所示，把光波导杆3的受光端直接安置或安装到光缆的发光端上也是可能的。

Claims (4)

1、可用螺纹拧到光缆的发光端上以辐射通过光缆输送的光线的光辐射器，它包括具有锥形部分的光波导杆，其特征在于：所述光波导杆在其大直径端有螺纹以便用螺纹连接到光缆的发光端上，以及所述锥形部分有螺旋形凹槽以便从其中散射光线。

2、可用螺纹拧到光缆的发光端上以辐射通过光缆输送的光线的光辐射器、它包括圆柱形的光波导杆，其特征在于：所述光波导杆一端的周边有螺纹以便用螺纹连接到光缆的发光端上，以及所述光波导杆周边有螺旋形凹槽，所述螺旋形凹槽随着接近杆顶部其深度逐步加深，以便从其中散射光线。

3、可用螺纹拧到光缆的发光端上以辐射通过光缆输送的光线的光辐射器，它包括在其光辐射端具有半圆形头而在其另一端具有外螺纹的光波导杆，其特征在于：所述光波导杆以其带螺纹端安装到光缆的发光端上，以便从其半圆形头辐射光线。

4、一种光辐射器，其特征在于包括：适合于用螺纹装到光缆的发光端上以辐射通过光缆输送的光线的光波导杆，以及用于罩住所述光波导杆的透明或半透明构件。

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