1、光束有序化研究王飛摘要：激光加工之所以具有強(qiáng)大的能力，主要是因?yàn)樗梢栽诤苄〉姆秶鷥?nèi)聚焦，使得能量得以有效的發(fā)揮作用，而這個(gè)聚焦能力就是依賴激光光束的方向性極佳，自然環(huán)境中并不缺乏光與光能，只是它們的方向性過于分散，以至于很難被利用，本文提供一些無序化自然光的有序化方法，希望拋磚引玉，為新能源提供新的途徑。關(guān)鍵詞：離散光，有序化，能源。1利用全反射形成的非對(duì)稱改變紅外線輻射方向?qū)τ诳赏笩彷椛浣橘|(zhì)的界面，受介質(zhì)折射率的影響，進(jìn)入介質(zhì)熱輻射的角度范圍要大于從介質(zhì)中出去的熱輻射角度范圍，這就是一個(gè)不對(duì)稱的界面，但是進(jìn)出介質(zhì)至少要經(jīng)過兩個(gè)面，因此穿越整個(gè)介質(zhì)就必須通過兩個(gè)“不對(duì)稱的界面”，來去正好抵消

2、。如果消滅其中一個(gè)界面，就可以實(shí)現(xiàn)熱輻射的單向傳播。圖2中，熱輻射由不易透紅外線介質(zhì)2向易透紅外線介質(zhì)1發(fā)射，當(dāng)該輻射透過易透紅外線介質(zhì)的另一界面時(shí)，由于折射原因，部分熱輻射被全反射回來，只有部分熱輻射可以通過。而外部自然熱輻射光大部分都可以直接進(jìn)入易透紅外線介質(zhì)1，最后到達(dá)不易透紅外線介質(zhì)2，如此不易透紅外線介質(zhì)2就會(huì)得到大于正常環(huán)境下所獲得的輻射量，從而提高其自身溫度。2利用空腔光錐與實(shí)體光錐結(jié)合的紅外二極管光錐僅對(duì)有序的類平行光具有較好的聚能效果（圖3），然而，自然界的熱輻射是無序的，光錐并不適合這類光源的聚集。但是，紅外輻射進(jìn)入透明介質(zhì)時(shí)，由于折射效應(yīng)（圖4），折射光方向變得圖3 圖4

3、較為有序（輻射角度范圍變?。?，這種較為有序的紅外輻射，為空腔光錐的聚能提供了理論依據(jù)。因此，我們采用在實(shí)體光錐外增加一個(gè)空腔反射光錐（圖5），以遏制部分反向紅外輻射。圖5氣相沉積的硒化鋅（圖6）具有較好的紅外透明性以及非常大的折射率，進(jìn)入內(nèi)部的熱輻射因?yàn)楦哒凵渎首兊梅浅Ｓ行颍ㄟ^反光空腔光錐可以很好的實(shí)現(xiàn)聚焦。圖6由于樣品非常小，即便產(chǎn)生聚焦，功率也非常低，并不容易實(shí)現(xiàn)顯著的人溫度變化，不過實(shí)驗(yàn)依然在進(jìn)行中。由于在圖6 的實(shí)體光錐尖端處還存在部分輸出光又返回的現(xiàn)象，即便做成平口，也會(huì)出現(xiàn)全反射，導(dǎo)致部分光無法輸出的問題，所以這個(gè)出口可以考慮直接用平口粘接紅外不透明材料，直接全部吸收紅外線，達(dá)到最高吸收率。3利用高折射率三菱鏡改變光束方向的合束鏡合束光纖通常是把多個(gè)單模光纖合束到多模光纖中，這樣雖然看起來實(shí)現(xiàn)兩合束，能量增加兩，但單位面積上的能量密度并沒有提高。如果我們采用多個(gè)多模光纖合束到一個(gè)多模光纖中，或全部采用單模光纖，光密度就可以提高，如此，我們可以把自然雜光進(jìn)行有序化處理，并提高單位面積的光強(qiáng)度。當(dāng)然，這種做法對(duì)于激光合束時(shí)會(huì)有出現(xiàn)部分能量的溢出。4總結(jié)由于溫室效應(yīng)日趨嚴(yán)重，人類迫切需要擺脫對(duì)于石油煤