聚光器作用

聚光器安裝在載物臺下，其作用是將光源經(jīng)反光鏡反射來的光線聚焦于樣品上，以得到最強的照明，使物象獲得明亮清晰的效果。聚光器的高低可以調(diào)節(jié)，使焦點落在被檢物體上，以得到最大亮度。一般聚光器的焦點在其上方1.25mm處，而其上升限度為載物臺平面下方0.1mm。因此，要求使用的載玻片厚度應(yīng)在0.8—1.2mm之間，否則被檢樣品不在焦點上，影響鏡檢效果。聚光器前透鏡組前面還裝有虹彩光圈，它可以開大和縮小，影響著成像的分辨力和反差，若將虹彩光圈開放過大，超過物鏡的數(shù)值孔徑時，便產(chǎn)生光斑；若收縮虹彩光圈過小，分辨力下降，反差增大。因此，在觀察時，通過虹彩光圈的調(diào)節(jié)再把視場光闌（帶有視場光闌的顯微鏡）開啟到視場周緣的外切處，使不在視場內(nèi)的物體得不到任何光線的照明，以避免散射光的干擾。

(1)調(diào)出清晰的多邊形：將視場光闌和孔徑光闌調(diào)到最小的狀態(tài)，如果顯微鏡的狀態(tài)正確，此時在視野中應(yīng)該可以看到一個邊緣清楚的多邊形。如果看到的不是一個邊緣清楚的多邊形，則說明光路中的聚光鏡上下位置不準(zhǔn)確。此時轉(zhuǎn)動聚光鏡的上下調(diào)節(jié)旋鈕，使聚光鏡緩慢上升或下降，使得視場中形成一個邊緣清晰的多邊形。注意：不要經(jīng)常調(diào)節(jié)聚光器高度。調(diào)節(jié)好高度后，以后都不要再移動其高低位置了。顯微鏡安裝好后，大多都已經(jīng)調(diào)節(jié)好高度了，所以可以直接進(jìn)行下一步的調(diào)節(jié)。(有時如果找不到多邊形，可以將視場光闌稍微放大，在稍亮的情況下就可以找到。)

(2)多邊形調(diào)到正中心：視野中的多邊形的正確位置應(yīng)該是在視野的正中心，如果不在說明光路有偏移，需要調(diào)節(jié)聚光器對中螺釘，即兩個銀色的旋鈕，使多邊形在視野的中心。

(3)多邊形調(diào)成外切：將視場光闌慢慢放大，當(dāng)多邊形正好外切于視場的時候就是視場光闌的最佳工作位置。這樣聚光器的光軸調(diào)到了與照明光路以及成像光路的光軸合軸。調(diào)節(jié)好后，日常使用中不要亂調(diào)對中螺絲桿！

孔徑光闌的調(diào)節(jié)：研究用顯微鏡的聚光器的外側(cè)邊緣上均具有刻數(shù)及定位記號，便于調(diào)節(jié)聚光器與物鏡的數(shù)值孔徑相匹配。但有的聚光器外側(cè)沒有標(biāo)刻數(shù)字，這樣先將物鏡聚焦，再取下一個目鏡，眼睛往鏡筒內(nèi)看，可見物鏡后透鏡呈一明亮的圓，如看不見孔徑光闌的輪廓象，說明開得過大；若僅是一個很小的明亮輪廓象，則說明縮得過小，當(dāng)緩慢增大剛好與物鏡后透鏡呈一明亮圓時，則聚光鏡與該物鏡的數(shù)值孔徑已相互匹配。

(4)調(diào)節(jié)聚光器的數(shù)值孔徑，使其與物鏡的數(shù)值孔徑做出適當(dāng)?shù)呐浜希匀〉米罴训姆直媛?。?shù)值孔徑與分辨率有密切關(guān)系，所以聚光器的數(shù)值孔徑與物鏡的數(shù)值孔徑要相匹配。例如：低數(shù)值孔徑的物鏡要配合低數(shù)值孔徑的聚光鏡，反之高數(shù)值孔徑的油鏡要配合高數(shù)值孔徑的聚光器。這樣才能提高圖象的分辨率。

根據(jù)聚焦特性，聚光器可分為點聚光器和線聚光器。線聚光器，包括條形透鏡、拋物槽、線聚光組合拋物面等。點聚光器也叫軸向聚光器，在這類聚光器中，用以聚光的透鏡或反射鏡和太陽能電池處于同一條光學(xué)軸線上。不同的聚光器應(yīng)用于太陽能電池聚光系統(tǒng)中具有各自不同的特點。

根據(jù)光學(xué)原理可分為：折射聚光器、反射聚光器、混合聚光器、熱光伏聚光器、熒光聚光器、全息聚光器等。其中混合聚光器利用折射、反射和內(nèi)部反射達(dá)到聚光。

熱光伏聚光器工作原理是：太陽把輻射器加熱到高溫，完成光熱轉(zhuǎn)換，輻射器再發(fā)出輻射到太陽能電池上，電池不能利用的長波輻射重新回到輻射器，完成光電轉(zhuǎn)換，理論上可以達(dá)到很高的效率。熒光聚光器和光導(dǎo)纖維聚光器是兩種尚未成熟的技術(shù)。反射聚光器包括平板、拋物槽、組合拋物面等，用在光伏反射聚光器中兩種主要反射鏡材料是鍍銀玻璃和鍍鋁面。折射聚光器的元件可以是菲涅爾或普通透鏡。

太陽聚光器反射式聚光器

①槽式平面鏡聚光器。槽式平面鏡聚光器是用平面鏡以適當(dāng)?shù)慕嵌葮?gòu)成槽壁，在槽底放置太陽能電池，這是一種較易制作的反射式聚光器，只需用普通的平面鏡即可，它對跟蹤要求低，可采用常規(guī)電池，聚光倍數(shù)也低，只有2-6倍。還有一種方法，即太陽能電池方陣的V型槽式安裝法，用普通水泥墻壁作反射體，在適當(dāng)?shù)陌卜沤嵌认?，可使方陣的輸出提?0%左右。

②組合平面鏡反射器。組合平面鏡反射器是采用許多平面鏡把陽光反射到一個共同的目標(biāo)上，在目標(biāo)上安放吸收器，取得高溫和高光強。這種聚光器是在大面積范圍鋪設(shè)平面鏡，可以高倍聚光得到很大的功率和極高溫度，屬于“塔式太陽能電站”。這種聚光器占地面積極大，僅能在山地或荒地建立。

③雙曲面聚光器。雙曲面與拋物面一樣，即也具有一個共同的焦點，當(dāng)一束陽光平行入射，雙曲面反射聚光器將其會聚成一個光點，如果反射面做成正確的雙曲拋物面，則聚光倍數(shù)可達(dá)1000倍。但這種聚光器加工難度較大，外形要求嚴(yán)格，跟蹤要求也高，一般使用在水平較高的系統(tǒng)中。太陽光被會聚到太陽能電池上。傘式太陽灶是這種聚光器的一種近似結(jié)構(gòu)，一般是在近似雙曲拋物面的襯底上，貼上許多小塊平面鏡。

④拋物面聚光器，拋物面反射鏡是能將平行于鏡面光軸的光線會聚于焦點的鏡面。因此，當(dāng)太陽光投向一拋物面反射鏡表面時，在其焦點處可形成能量密度極高的會聚光斑，這就是拋物面聚光器用于太陽能聚光的光學(xué)原理。在槽形拋物面反射鏡中，接收器可為圓管或條形平板，聚焦旋轉(zhuǎn)拋物面聚光器的吸收器可以是球體、圓板?，F(xiàn)以槽形拋物面反射鏡為例來分析拋物面反射鏡的聚光性能，因為應(yīng)用在聚光太陽能電池中，接收器為條形平板。

⑤復(fù)合拋物面（CPC）聚光器。復(fù)合拋物面聚光器，是由兩片槽形拋物面反射鏡以及底部的接收器構(gòu)成。這種聚光器只聚光不成像，因而不需要跟蹤裝置，只需要根據(jù)季節(jié)變化作少量傾斜度的調(diào)整。

太陽聚光器折射式聚光器

折射式聚光器是利用光在不同介質(zhì)的界面發(fā)生折射的原理制成的透射式聚光器。這類聚光器的典型例子是凸透鏡，但是，在太陽能利用中，如用大型凸透鏡聚光，其中心部分很厚。比如，要得到一個焦距等于50cm，口徑為50cm的透鏡，就需要一個厚度為25cm的玻璃半球。這種笨重的透鏡實際上是無法使用的，因此，在聚光太陽能電池方陣中，絕大部分采用菲涅爾透鏡。

菲涅爾透鏡，實際上是對球面透鏡進(jìn)行微分切割，取出對光學(xué)折射無作用的部分而成。為加工方便，還進(jìn)行了整平，使球面透鏡變成一個帶有同心楞狀條紋的平板，大大降低了重量和體積。菲涅爾透鏡也可以做成線聚焦的，這種透鏡是由一系列對稱分布的平行楞狀條紋組成。與傳統(tǒng)的光學(xué)玻璃透鏡相比，將菲涅爾透鏡用于太陽能電池聚光有很多優(yōu)點。 2100433B

聚光集熱器由聚光器和接收器組成。聚光器是匯聚陽光的光學(xué)部件。接收器是吸收太陽輻射并轉(zhuǎn)換成別種能量的部件，接收器可能包括吸收器，蓋層和絕熱構(gòu)造。

聚光器有成像的和非成像的兩種類型。所謂非成像聚光器就是在吸收器上不產(chǎn)生太陽像，來自太陽的輻射分布在吸收器的各部分。成像聚光器則是在吸收器上要形成太陽像。成像聚光器通常要求跟蹤太陽，而且聚光器的制造精度和跟蹤精度都要求比較高。

太陽聚光器是聚光系統(tǒng)的主要組成部分，也是聚光太陽能電池研究的關(guān)鍵技術(shù)之一，研制太陽能利用中的聚光器對提高太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率具有重大意義。雖然目前聚光光伏系統(tǒng)還存在一些關(guān)鍵的科學(xué)技術(shù)問題沒有得到完全解決，但各國光伏工作者也在不斷地以實驗結(jié)果驗證聚光技術(shù)。

聚光器應(yīng)用于太陽能電池的嘗試開始于20世紀(jì)60年代初，為了不斷降低硅太陽能電池的成本，人們對聚光器在太陽能電池上的應(yīng)用進(jìn)行了廣泛的研究。