基于有效带宽方法的衍射光学元件太阳光谱分光
计算物理
2020-05-20 v1 光学
摘要
利用衍射光学元件(DOEs)对太阳光进行光谱分光是提高太阳能电池板效率的有效方法。本文中，我们采用迭代优化算法设计纯相位 DOEs，以实现太阳光谱的光谱分光与同时聚光。在计算中，我们考虑了材料色散以及太阳光的归一化黑体谱。该算法由局部搜索优化组成，并通过一种称为 MEAN 优化的高性能逻辑运算增强。利用 MEAN 优化算法，我们展示了在 700 nm 和 1100 nm 处的双色光源光谱分光，分光效率分别为 92% 和 94%。本稿中，我们引入一种有效带宽方法，将 DOEs 的计算时间从 89 天减少至 8 天，同时保持光谱分光效率。利用我们的有效带宽方法，我们成功将光分光至 400 nm - 700 nm 与 701 nm - 1100 nm 两个独立波段，分光效率分别为 56% 和 63%。我们这种高性能且有效的带宽设计方法可应用于彩色全息、光谱学和成像应用中的 DOE 设计。
引用
@article{arxiv.1910.00408,
title = {Effective bandwidth approach for spectral splitting of solar spectrum using diffractive optical elements},
author = {Alim Yolalmaz and Emre Yüce},
journal= {arXiv preprint arXiv:1910.00408},
year = {2020}
}
备注
11 figures, 7 pages