太陽能傳輸用空芯光纖的制備與損耗研究.pdf

1、為解決地球上日益緊張的能源危機(jī)，人們逐漸將目光轉(zhuǎn)向太陽能，選擇纖維光學(xué)和太陽能利用技術(shù)結(jié)合的方法對(duì)室內(nèi)進(jìn)行照明，可以最大程度的節(jié)約能源。本文以太陽能傳輸用空芯光纖的制備與損耗研究為課題，選取內(nèi)徑為1mm光纖作為基管，利用液相法在內(nèi)壁先后鍍制金屬銀膜和電介質(zhì)PMMA膜層，通過太陽能收集器耦合進(jìn)入Ag/PMMA泄漏型空芯光纖后，測(cè)試其損耗和衰減速率，評(píng)價(jià)其傳輸性能。
　　 本實(shí)驗(yàn)中設(shè)計(jì)的太陽能收集器主要收集3801500nm波長(zhǎng)范圍

2、的光，根據(jù)拋物面鏡聚焦原理把平行入射的太陽能匯聚成一個(gè)點(diǎn)光源，再導(dǎo)入空芯光纖進(jìn)行傳輸。把光纖與收集器組裝后，為了減小光斑直徑引起的能量密度帶來的影響和誤差，測(cè)量中午十二點(diǎn)至兩點(diǎn)時(shí)間范圍段太陽能光密度變化變化來評(píng)價(jià)裝置的穩(wěn)定性。
　　 Ag/PMMA泄漏型空芯光纖利用全反射原理傳輸太陽光，金屬銀膜在380-1500nm波長(zhǎng)范圍內(nèi)反射率高達(dá)90％，為減小銀膜表面氧化引起的色散效應(yīng)，須在銀膜上涂覆PMMA透明電介質(zhì)層，對(duì)Ag/PMMA

3、復(fù)合薄膜結(jié)構(gòu)空芯光纖進(jìn)行分析表征，通過SEM、FESEM測(cè)試研究薄膜的表面形貌和厚度，通過可見-近紅外分光光度計(jì)來測(cè)試薄膜反射率，通過多功能光纖損耗測(cè)試儀來測(cè)試空芯光纖的損耗和損耗和衰減速率，可得出如下實(shí)驗(yàn)結(jié)果：
　　 1、通過對(duì)泄漏型空芯光纖結(jié)構(gòu)理論的分析，確定了金屬銀膜厚度為0.2μm；PMMA電介質(zhì)層理論最佳折射率為√2，厚度為74nm。
　　 2、在基管內(nèi)鍍制銀膜時(shí)，確定銀氨液和還原液濃度分別為0.1mol/L，

4、0.025mol/L，反應(yīng)溫度為18℃，時(shí)間為2min，基管內(nèi)流量定2.5ml/min。選取質(zhì)量比為0.25％PMMA丙酮溶液制備電介質(zhì)層，鍍制流量為2.5ml/min，反應(yīng)時(shí)間為30s，制備的厚度為70nm。
　　 3、對(duì)碟式太陽能收集裝置的穩(wěn)定性進(jìn)行測(cè)試，中午十二點(diǎn)到兩點(diǎn)間光密度變化為0.04mw/cm2/min，中午一點(diǎn)左右可獲得較強(qiáng)的光密度，可作為測(cè)試時(shí)間。
　　 4、從Ag與Ag/PMMA結(jié)構(gòu)空芯光纖的損耗值比