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DE3141789A1 - Sunbeam concentrator and method for producing it - Google Patents

Sunbeam concentrator and method for producing it

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DE3141789A1
DE3141789A1 DE19813141789 DE3141789A DE3141789A1 DE 3141789 A1 DE3141789 A1 DE 3141789A1 DE 19813141789 DE19813141789 DE 19813141789 DE 3141789 A DE3141789 A DE 3141789A DE 3141789 A1 DE3141789 A1 DE 3141789A1
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hologram
angle
concentrator
reflection
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DE19813141789
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German (de)
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DE3141789C2 (en
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Viktor Voskanovič Afian
Ruben Gegamovič Erevan Martirosjan
Stanislav Vasil'evič Rjabikov
Dmitrij Semenovič Strebkov
Eduard Vladimirovič Moskva Tverjanovič
Albert Vartanovič Vartanian
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Description

3H17893H1789

1 . Viktor Voskanovich AFlAN9 Erevan1 . Viktor Voskanovich AFlAN 9 Erevan

2. Albert Vartanovich VARTANIAN, Erevan2. Albert Vartanovich VARTANIAN, Erevan

3. Ruben Gegamovich MARTIROSIAN, Erevan3. Ruben Gegamovich MARTIROSIAN, Erevan

4. Stanislav Vasilievich RYABIKOV, Moskau4. Stanislav Vasilievich RYABIKOV, Moscow

5. Dmitry Semenovich STREBKOV, Moskau5. Dmitry Semenovich STREBKOV, Moscow

6. Eduard Vladimirovich TVERYANOVICH, Moskau6. Eduard Vladimirovich TVERYANOVICH, Moscow

UdSSRUSSR

Sonnenstrahlkonzentrator und Verfahren zu seiner Herstellung'Sunbeam concentrator and process for its manufacture ''

Die Erfindung betrifft die Optik und insbesondere Sonnenstrahlkonzentratoren und deren Herstellung..The invention relates to optics and, more particularly, to solar concentrators and their production ..

Der erfindungsgemäßaSonnenstrahlkonzentrator kann in der Heliotechnik zur Konzentration einer auf die Arbeitsfläche eines Fotoumformers einfallenden Sonnenstrahlung eingesetzt werden.The sunbeam concentrator according to the invention can be used in the Heliotechnology used to concentrate solar radiation falling on the work surface of a photo converter will.

Es ist ein Sonnenstrahlkonzentrator in Form eines Prismas mit einer dreieckigen Grundfläche aus einem Material mit hoher Brechungszahl bekannt (D. R. Mills, J.E. Giurtronich, "Ideal prism solar concentrators", "Solar Energy"., 1978, 21, N. 5, S. 423 - 430), in dem die Strahlungskonzentration durch mehrfache Totalreflexionen zustande kommt.It is a sunbeam concentrator in the form of a prism with a triangular base made of a material with high refractive index known (D. R. Mills, J.E. Giurtronich, "Ideal prism solar concentrators", "Solar Energy"., 1978, 21, N. 5, pp. 423-430), in which the radiation concentration comes about through multiple total reflections.

Das Prisma weist dabei Flächen für Eintritt, Reflexion und Austritt von Strahlen auf. Die untere Reflexionsflache des Prismas hat einen Spiegelbelag, während der Flächenwinkel zwischen der oberen Eintrittsfläche des Prismas und der Reflexionsfläche mit Rücksicht auf eine Totalreflexion eines in das Prisma eingetretenen Lichtstrahls gewählt ist und ca.The prism has surfaces for entry, reflection and exit of rays. The lower reflection surface of the Prism has a mirror coating, while the dihedral angle between the upper entrance surface of the prism and the Reflection surface with consideration for a total reflection of a the light beam that has entered the prism is selected and approx.

3H17893H1789

20° beträgt. Die mehrfach reflektierten Strahlen verlassen die diesem Flächenwinkel gegenüberliegende Austrittsfläche des Prismas.20 °. The multiple reflected rays leave the exit surface opposite this dihedral angle of the prism.

Die als Flächenverhältnis der Eintrittsfläche zur Austrittsfläche definierbare Vielfachheit der Konzentration erweist sich hierbei als niedrig und beträgt ca. 3. Der Konzentrator weist große Abmessungen und Maße auf. Darüber hinaus wird das gesamte Sonnenstrahlspektrum konzentriert, was zu einer unwirtschaftlichen Wandlung der Sonnenenergie durch einen selektiven Empfänger, z. B. einen Fotoumformer, führt, der ein Empfindlichkeitsmaximum in einem bestimmten Spektralbereich erreicht.The multiplicity of concentration, which can be defined as the area ratio of the entrance area to the exit area, proves turns out to be low and amounts to approx. 3. The concentrator has large dimensions and dimensions. In addition, the entire spectrum of the sun's rays is concentrated, resulting in a uneconomical conversion of solar energy by a selective recipient, e.g. B. a photo converter that leads reaches a maximum sensitivity in a certain spectral range.

Aus der DE-PS 2 629 641 ist ein selektiver Sonnenstrahlkonzentrator in Form eines durchsichtigen Prismas - einer planparallelen Platte - mit in deren Volumen dispergierten LumineszenzZentren bekannt, die eine auf sie einfallende Strahlung in einem langwelligeren Spektralbereich wiederabstrahlen. Zur Erhöhung des Konzentrationsgrades ist auf die untere Plattenfläche und auf sämtliche Seitenflächen mit Ausnahme der Austrittsfläche eine Reflexionsschicht aufgetragen.DE-PS 2 629 641 discloses a selective sun ray concentrator in the form of a transparent prism - a plane-parallel plate - with dispersed in its volume Luminescence centers known to have an incident on them Radiate radiation in a longer-wave spectral range. To increase the degree of concentration is on the lower plate surface and a reflective layer on all side surfaces with the exception of the exit surface applied.

In diesem Konzentrator breitet sich die Lumineszenzstrah-· lung innerhalb der Platte in allen Richtungen aus, wobei die auf die Plattenflächen von innen unter einem kleineren Raumwinkel als dem Grenz-Totalreflexionswinkel auftreffende Lumineszenzstrahlung die Platte verläßt und verlorengeht. Für eine Glasplatte mit einer Brechungszahl von 1,5 betragen diese Verluste ca. 25 %. Derartige Verluste sind grundsätzlich nicht zu beseitigen. Erhebliche Verluste treten auch infolge Selbstabsorption und Rückstrahlung an den Reflexions-In this concentrator the luminescence radiation spreads within the plate in all directions, with that impinging on the plate surfaces from the inside at a smaller solid angle than the critical angle of total reflection Luminescent radiation leaves the plate and is lost. For a glass plate with a refractive index of 1.5 these losses approx. 25%. In principle, such losses cannot be eliminated. Significant losses also occur due to self-absorption and reflection at the reflection

flächen auf. Außerdem zählen zu den Mängeln dieses Lumineszenzkonzentrators Schwierigkeiten bei der Synthese eines nach Spektralkennlinien geeigneten Leuchtstoffes sowie dessen Instabilität und geringe Lebensdauer.areas on. This luminescence concentrator also has shortcomings Difficulties in the synthesis of a phosphor suitable for spectral characteristics as well its instability and short lifespan.

Aus der US-PS 4 054 356 ist schließlich ein Sonnensbrahlkonzentrator bekannt, der in Form einer Linse bzw. eines Hologramms einer Lichtpunktquclle ausgeführt ist. Ein derartiger Konzentrator ist herstellungstechnisch einfach, er wird durch Aufzeichnung eines Interferenzbildes von einem planparallelen Referenz- und einem divergierenden Objektbündel einer Laserstrahlung in einer Schicht eines lichtempfindlichen Materials erzeugt. Die Brennweite dieser Linse erweist sich aber als groß und wird durch die Lage der Quelle für eine divergierende Strahlung festgelegt. Zur Anordnung eines Empfängers für eine konzentrierte Strahlung im Brennpunkt der Linse bedarf es einer den Empfänger mit der Linse verbindenden Hilfseinrichtung. Darüber hinaus fällt die Energieverteilung über die Oberfläche des Empfängers sehr ungleichmäßig aus.Finally, US Pat. No. 4,054,356 discloses a sunbeam concentrator known, which is designed in the form of a lens or a hologram of a light point source. One of those Concentrator is simple to manufacture, it is made by recording an interference image of a plane-parallel reference and a diverging object bundle of laser radiation in a layer of a light-sensitive Material generated. The focal length of this lens turns out to be large and is due to the location the source of divergent radiation. For the arrangement of a receiver for concentrated radiation at the focal point of the lens it requires the receiver with the lens connecting auxiliary device. In addition, the energy distribution falls across the surface of the receiver very unevenly.

Zur Konzentration von Sonnenstrahlung sind Konzentratoren von Interesse, die keine Abbildung einer Strahlungsquelle erzeugen und eine gleichmäßigere Energieverteilung unmittelbar über ihre Austrittsfläche gewährleisten.Concentrators are used to concentrate solar radiation of interest, which do not produce an image of a radiation source and a more uniform energy distribution immediately ensure over their exit area.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen derartigen Sonnenstrahlkonzentrator zu schaffen, dessen Konstruktion eine Verminderung von Energieverlusten bei der Konzentration der Sonnenstrahlung, eine Erhöhung des Konzentrationsgrades, eine Erweiterung der Möglichkeiten für eine Konzentration verschiedener Spektralbereiche derThe invention is based on the object of creating such a sunbeam concentrator, its construction a reduction in energy losses in the concentration of solar radiation, an increase in the degree of concentration, an expansion of the possibilities for a concentration of different spectral ranges of the

Sonnenstrahlung, die Möglichkeit einer gleichzeitigen getrennten Konzentration der verschiedenen Spektralbereiche auf verschiedene Strahlaustrittsflächen zu sichern vermag.Solar radiation, the possibility of simultaneous to ensure separate concentration of the different spectral ranges on different beam exit surfaces able.

Der Erfindung liegt weiter die Aufgabe zugrunde, die Herstellungstechnologie für Sonnenstrahkonzentratoren zu vereinfachen.The invention is also based on the object To simplify manufacturing technology for solar beam concentrators.

Die gestellte Aufgabe wird dadurch gelöst, daß in einem Sonnenstrahlkonzentrator, der in Form eines Prismas ausgeführt ist, das Flächen für Eintritt, Reflexion und Austritt von Strahlen aufweist, gemäß der Erfindung auf der Eintrittsfläche und/oder auf der Reflexionsfläche eine Materialschicht mit einem darin erzeugten räumlichen Hologramm angeordnet ist, das auf der Eintrittsfläche vom Durchlaßtyp und auf der Reflexionsfläche vom Reflexionstyp und jeweils derart aufgebaut ist, daß die Strahlung in das Prisma unter einem Totalreflexionswinkel eingeführt wird.The problem is solved in that in one Sunbeam concentrator, which is designed in the form of a prism, the surfaces for entry, reflection and exit of rays, according to the invention, a material layer on the entrance surface and / or on the reflection surface is arranged with a spatial hologram generated therein, which is arranged on the entrance surface of the transmission type and on the Reflective surface of the reflection type and each constructed in such a way that the radiation enters the prism at a total reflection angle is introduced.

Zur Vorgabe von Spektralkennlinien des Sonnenstrahlkonzentrators in einem weiten Bereich ist es zweckmäßig, den Winkel zwischen der Eintrittsfläche und der Reflexionsfläche mindestens gleich einer halben Winkelabweichung vom Bragg-Winkel zu wählen, bei der die Beugungseffektivität des Hologramms minimal ist.For specifying the spectral characteristics of the sunbeam concentrator over a wide range it is useful to set the angle between the entry surface and the reflection surface to choose at least half an angular deviation from the Bragg angle at which the diffraction effectiveness of the hologram is minimal.

Zur Erhöhung des Konzentrationsgrades der Sonnenstrahlung ist es erwünscht, die Parameter des Hologramms derart zu wählen, daß sich die Strahlung im Prisma parallel zu der Fläche ausbreitet, die derjenigen entgegengesetzt ist, auf der sich das Hologramm befindet.To increase the degree of concentration of solar radiation is it is desirable to choose the parameters of the hologram in such a way that the radiation in the prism propagates parallel to the surface, which is opposite to that on which the hologram is located.

Falls das Prisma die Form eines Parallelepipeds aufweist, ist es zweckmäßig, das räumliche Hologramm mit einem ungleichmäßigen Aufbau zur Verhinderung einer Beugung eines sich innerhalb des Prismas ausbreitenden Strahls auszuführen, der von der Trennfläche Hologramm/Luft reflektiert wird.If the prism has the shape of a parallelepiped, it is expedient to have the spatial hologram with a non-uniform To carry out a structure to prevent diffraction of a beam propagating within the prism, which is reflected from the hologram / air interface.

Zur Erweiterung des zu konzentrierenden Spektralbereiches der Sonnenstrahlung kann das räumliche Hologramm mehrschichtig ausgeführt werden, wobei jede Schicht eine Information über eine Lichtquelle mit einer von den Wellenlängen der bei der Erzeugung der Hologramme in den anderen Schichten benutzten Lichtquellen verschiedenen Wellenlänge enthält.In order to expand the spectral range of the solar radiation to be concentrated, the spatial hologram can be multilayered are carried out, each layer information about a light source with one of the wavelengths of the contains light sources of different wavelengths used to generate the holograms in the other layers.

Hierbei ist es zur effektiveren Ausnutzung der Sonnenstrahlung erwünscht, die Anzahl der Schichten des räumlichen Hologramms gleich der Anzahl der Austrittsflächen und den Aufbau des Hologramms einer jeden Schicht unter Berücksichtigung der Strahlungsrichtung auf die entsprechende Austrittsfläche zu wählen.Here it is desirable for more effective use of solar radiation, the number of layers of the spatial Holograms equal the number of exit surfaces and the structure of the hologram of each layer taking into account the direction of radiation on the corresponding exit surface to choose.

Die gestellte Aufgabe wird weiter dadurch gelöst, daß bei einem Herstellungsverfahren für einen Sonnenstrahlkonzentrator mit Aufzeichnung eines Interferenzbildes von einem Referenz- und einem Objektbündel einer Laserstrahlung in einer lichtempfindlichen Schicht gemäß der Erfindung diese lichtempfindliche Schicht auf die Eintrittsfläche und/oder auf die Reflexionsfläche eines Prismas aufgebracht wird und die Aufzeichnung des Interferenzbildes erfolgt, indem das Referenzbündel in Richtung der zu·konzentrierenden Strahlung und das Objektbündel unter dem Totalreflexionswinkel der Materialien der lichtempfindlichen Schicht und des Prismas gelenkt wird.The object set is also achieved in that, in a manufacturing method for a sunbeam concentrator with recording of an interference image from a reference and an object bundle of laser radiation in a photosensitive layer according to the invention, this photosensitive layer on the entrance surface and / or is applied to the reflective surface of a prism and the recording of the interference image takes place by the reference beam in the direction of the one to be concentrated Radiation and the object bundle at the total reflection angle of the materials of the photosensitive layer and of the prism is steered.

3H17893H1789

Zur Sicherung einer größeren Wahlfreiheit für den zu konzentrierenden Spektralbereich bei Benutzung eines Prismas mit einer trapezförmigen Grundfläche kann als Objektbündel eine Lichtstrahlung mit einer flachen Wellenfront benutzt und auf eine von nichtparallelen Prismenflächen gerichtet werden, die als Eintritts- und Reflexionsfläche gewählt werden. To ensure greater freedom of choice for the too concentrating spectral range when using a prism with a trapezoidal base can be used as Object bundle uses a light radiation with a flat wavefront and onto one of non-parallel prism surfaces be directed, which are chosen as the entrance and reflection surface.

In diesem Fall ist der Eintrittswinkel für das Referenz bündel im Prisma zweckmäßigerweise entsprechend der FormelIn this case, the entry angle for the reference bundle in the prism is expediently corresponding to formula

Θ1 sr β + 2 fm,Θ 1 sr β + 2 fm,

zu wählen, wobeito choose where

Θ1 den Einfallswinkel des Objektbündels auf die Eintrittsfläche des Prismas, Θ 1 is the angle of incidence of the object bundle on the entry surface of the prism,

ß den Grenzwinkel für eine Totalreflexion an der Trennfläche Prisma/Luft, ß the critical angle for total reflection at the prism / air interface,

ψ' den Winkel zwischen der Eintrittstlache und der Reflexionsfläche des Prismas und ψ ' the angle between the entrance surface and the reflective surface of the prism and

m die Höchstzahl von Mehrfachreflexionen eines Strahls einer zu konzentrierenden Strahlung innerhalb des Prismas bezeichnet.m is the maximum number of multiple reflections of a beam a radiation to be concentrated within the prism.

Bei Herstellung eines Sonnenstrahlkonzentrators auf der Basis eines ein Rechteck als Grundfläche aufweisenden Prismas wird zweckmäßig als Objektbündel eine Lichtstrahlung mit einer divergierenden Wellenfront verwendet, deren Quelle in der Weise angeordnet wird, daß ein Abschnitt auf der· Trennfläche Hologramm/Luft zwischen der Eintrittsstelle eines Strahls und dem Punkt seiner ersten Reflexion von der Trennfläche Hologramm/Luft unter einem Winkel von nicht wenigerWhen manufacturing a sunbeam concentrator on the basis of a prism with a rectangle as a base if light radiation with a diverging wavefront is expediently used as the object bundle, its source is arranged in such a way that a section on the hologram / air interface between the entry point of a Ray and the point of its first reflection from the interface Hologram / air at an angle of no less

als der Winkelabweichung vom Bragg-Winkel im Punkt der oben genannten ersten Reflexion sichtbar ist, bei welchem die Beugungseffektivitat des räumlichen Hologramms minimal ist.as the angular deviation from the Bragg angle at the point of The first reflection mentioned above is visible, at which the diffraction efficiency of the spatial hologram is minimal.

Bei Herstellung eines Sonnenstrahlkonzentrators mit einem mehrschichtigen Hologramm ist es zweckmäßig, auf die erste lichtempfindliche Schicht mindestens noch eine lichtempfindliche Schicht aufzutragen und auf jeder der Schichten ein Interferenzbild aufzuzeichnen, wozu von einer Lichtquelle mit einer von den Wellenlängen der zur Aufzeichnung der Interferenzbilder auf den übrigen Schichten verwendeten Lichtquellen verschiedenen Wellenlänge Gebrauch gemacht wird, und die Werte der Wellenlängen für sämtliche Lichtquellen unter Berücksichtigung eines Fehlens des Effektes einer Kreuzmodulation gewählt werden.When manufacturing a sunbeam concentrator with a multilayer hologram, it is advisable to use the first photosensitive layer to apply at least one more photosensitive layer and on each of the layers record an interference image from a light source at one of the wavelengths used for recording light sources of different wavelengths are used for the interference patterns on the remaining layers is made, and the values of the wavelengths for all light sources taking into account one Lack of the effect of a cross modulation can be chosen.

Hierbei kann man die Anzahl der Schichten des räumlichen Hologramms nach der Anzahl der Austrittsflächen des Konzentrators wählen und ein Interferenzbild in jeder Schicht aufzeichnen, indem das Objektbündel in Richtung einer der jeweiligen Schicht entsprechenden Austrittsfläche gelenkt wird. Here you can determine the number of layers of the spatial hologram according to the number of exit surfaces of the Select concentrator and record an interference pattern in each slice by moving the object beam towards is directed to an exit surface corresponding to the respective layer.

Der erfindungsgemäß ausgeführte Sonnenstrahlkonzentrator führt zur Konzentration eines wahlfreien Bereiches des Sonnenspektrums, zu einer Verminderung der Energieverluste bei der Konzentration und zu einem hohen Konzentrationsgrad. Der Konzentrator ist einfach im Aufbau und enthält eine kleinstmögliche Anzahl von Bauelementen. Das Herstellungsverfahren für den Konzentrator zeichnet sich durch Einfachheit und das Fehlen arbeitsintensiverThe sunbeam concentrator embodied according to the invention leads to the concentration of an optional area of the Solar spectrum, to a reduction of the energy losses in the concentration and to a high degree of concentration. The concentrator is simple in construction and contains the smallest possible number of components. The manufacturing process for the concentrator stands out more labor intensive due to simplicity and lack

Operationen für eine mechanische Bearbeitung der Oberflächen der optischen Elemente aus. Durch die Erzeugung einer entsprechenden Struktur des Beugungsgitters des räumlichen Hologramms auf dem Wege der Anwendung von Lichtquellen mit verschiedenen Wellenlängen wird eine effektivere Ausnutzung des Sonnenstrahlspektrums mit der Möglichkeit einer getrennten Konzentration verschiedener Spektralbereiche gewährleistet.Operations for mechanical processing of the surfaces of the optical elements. By generating a corresponding structure of the diffraction grating of the spatial hologram on the way of application of light sources with different wavelengths becomes a more effective use of the solar radiation spectrum with the possibility of a separate concentration of different spectral ranges.

Die Erfindung soll nachstehend anhand von in der Zeichnung veranschaulichten konkreten Ausführungsformen näher erläutert werden. Dabei zeigen:The invention is intended below on the basis of specific embodiments illustrated in the drawing are explained in more detail. Show:

Fig. 1 einen Sonnenstrahlkonzentrator und eine Vorrichtung zur Herstellung eines räumlichen Hologramms vom Durchlaßtyp auf der Eintrittsfläche eines Prismas mit einer dreieckigen Grundfläche;Fig. 1 shows a solar beam concentrator and a device for producing a spatial Transmission type holograms on the entrance surface of a prism with a triangular base;

Fig. 2 einen Sonnenstrahlkonzentrator mit einem Prisma mit einer trapezförmigen Grundfläche und einem räumlichen Hologramm vom Durchlaßtyp auf der Eintrittsfiäche;2 shows a sunbeam concentrator with a prism with a trapezoidal base and a spatial hologram of the transmission type on the entrance surface;

Fig. 3 einen Sonnenstrahlkonzentrator mit einem Prisma mit einer trapezförmigen Grundfläche und einem räumlichen Hologramm vom Reflexionstyp auf der Reflexionsfläche;3 shows a sunbeam concentrator with a prism with a trapezoidal base and a reflection type spatial hologram on the reflection surface;

3U17893U1789

• ν « · W • ν «· W

Fig. 4 einen Sonnenstrahlkonzentrator in Form eines Parallelepipeds und die Strahlungsrichtung eines Objektbündels bei dessen Herstellung;4 shows a solar beam concentrator in the form of a parallelepiped and the direction of radiation of an object bundle with it Manufacture;

Fig.. 5 einen Sonnenstrahlkonzentrator in Form, eines Paralleepipeds mit einem räumlichen Hologramm vom Durchlaßtyp auf der Eintrittsfläche und einem räumlichen Hologramm vom Reflexionstyp auf der Reflexionsfläche;Fig. 5 shows a sunbeam concentrator in the form of a Paralleepipeds with a spatial hologram of the aperture type on the entrance surface and a reflection type spatial hologram on the reflection surface;

Fig. 6 einen Sonnenstrahlkonzentrator in Form eines Parallelepipeds mit einem zweischichtigen Hologramm vom Durchlaßtyp auf der Eintrittsfläche und mit zwei Austrittsflächen. 6 shows a sunbeam concentrator in the form of a parallelepiped with a two-layer Passage type hologram on the entrance face and with two exit faces.

Der in Fig. 1 gezeigte Sonnenstrahlkonzentrator besteht aus einem Prisma 1 mit einer dreieckigen Grundfläche, das eine Eintrittsfläche 2, eine Reflexionsfläche 3 und eine Austrittsfläche 4 für Strahlung sowie eine auf die Eintrittsfläche 2 aufgetragene Schicht 5 aus einem lichtempfindlichen Material mit einem darin erzeugten räumlichen Hologramm vom Durchlaßtyp aufweist. Die Struktur des Beugungsgitters ist derart, daß die Einführung der Strahlung in das Prisma unter einem Totalreflexionswinkel θ und bei einer Beleuchtung des Konzentrators durch ein mit einem bei der Aufzeichnung des Hologramms verwendeten Referenzbündel 6 identisches Lichtbündel gewährleistet ist, wobei sichThe sunbeam concentrator shown in Fig. 1 consists of a prism 1 with a triangular base, the one Entry surface 2, a reflection surface 3 and an exit surface 4 for radiation as well as a layer 5 applied to the entrance surface 2 and composed of a light-sensitive Material having a transmission-type spatial hologram formed therein. The structure of the diffraction grating is such that the introduction of the radiation into the prism is at a total reflection angle θ and at an illumination of the concentrator by means of a reference beam used in the recording of the hologram 6 identical light bundles is guaranteed, whereby

1 .1 .

die Lichtstrahlen innerhalb des Prismas parallel zur Reflexi-, onsflache 3 ausbreiten.the light rays inside the prism parallel to the reflection, Spread out onsflache 3.

Bei eineranderen Ausführungsform des gleichen Konzentrators kann sich das räumliche Hologramm auf der Reflexionsfläche 3 (in den Zeichnungen nicht angedeutet) befinden-. In diesem Fall sichert dem Hologramm die Struktur seines Beugungsgitters Reflexionseigenschaften und eine Ausbreitung der in das Prisma 1 eingetretenen Strahlung parallel ^ur Strahle intrittsflache 2.In another embodiment of the same concentrator the spatial hologram can be located on the reflective surface 3 (not indicated in the drawings). In this Fall ensures the structure of its diffraction grating for the hologram, reflective properties and the propagation of the in the prism 1 entered radiation parallel ^ ur rays intrittsflache 2.

Der in Fig. 2 dargestellte Üonnenstraiilkonzentrator besteht aus einem Prisma 1' mit einer trapezförmigen GrundflächeThe solar concentrator shown in FIG. 2 consists from a prism 1 'with a trapezoidal base

fläche 2
und mit einer Eintritts' und einer Reflexionsfläche 3, und, mit zwei Austrittsflächen 4 und 4'und aus einer Materialschicht 5 mit einem in dieser erzeugten räumlichen Durchlaßhologramm. Die Flächen 2 und 3 sind im Prisma 1 ' nichtiparal-IeI. Die Parameter des Beugungsgitters des genannten Hologramms sind derart, daß bei der Beleuchtung des Konzentrators durch das mit dem Referenzbündel 6 identische Lichtbündel
area 2
and with an entrance 'and a reflection surface 3, and, with two exit surfaces 4 and 4' and made of a material layer 5 with a spatial transmission hologram produced in this. The surfaces 2 and 3 are non-parallel in the prism 1 '. The parameters of the diffraction grating of said hologram are such that when the concentrator is illuminated by the light bundle identical to the reference bundle 6

1 /»■■■■■"1 / »■■■■■"

■ dieses in das Prisma unter dem Totalreflexionswinkel σ zur Eintrittsflache 2 eingeführt wird und sich in Richtung der Austrittsfläche 4 fortsetzt. Punktiert ist die Richtung eines Objektbundeis 7 zum Prisma 1' bei der Bildung des Beugungsgitters des räumlichen Hologramms angedeutet.■ this is introduced into the prism at the total reflection angle σ to the entrance surface 2 and continues in the direction of the exit surface 4. The direction of an object bundle 7 to the prism 1 'in the formation of the diffraction grating of the spatial hologram is indicated by dotted lines.

Der in Fig. 3 wiedergegebene Konzentrator weist im Unterschied zu dem in Fig. 2 dargestellten eine Materialschicht 5' mit einem räumlichen Ref lexionsholoyramm auf einer Reflexionsfläche 3 auf. Die Struktur des Beugungsgitters des Hologramms· In contrast to that shown in FIG. 2, the concentrator shown in FIG. 3 has a material layer 5 'with a spatial reflection holoyramm on a reflection surface 3 on. The structure of the diffraction grating of the hologram

1'
ist derart, daß das in das Prisma eingetretene mit dem Referenz-
1'
is such that what has entered the prism with the reference

1' bündel identische Lichtbündel innerhalb des Prismas unter einem1 'bundle of identical light bundles within the prism under one

3H1789 y \ \\ 1 · rl 13H1789 y \ \\ 1 rl 1

Totalreflexionswinkel &* größer als der Winkel Θ reflektiert und in Richtung der kleineren Austr itbsflache 4' des Prismas 1" gelenkt wird.Total reflection angle & * larger than the angle Θ is reflected and is directed in the direction of the smaller exit surface 4 'of the prism 1 ″.

einena

Eine weitere Ausführungsform für Sonnenstrahlkonzentrator besteht gemäß Fig. 4 aus einem Prisma 1" in Form eines rechteckigen Parallelepipeds mit einer Eintrittsfläche 2, ei-Another embodiment for sunbeam concentrator 4 consists of a prism 1 "in the form of a rectangular parallelepiped with an entry surface 2, a

und
ner Reflexionsfläche 3 zwei Austrittsflächen 4 und 4* und aus einer Material schicht 5 niit einem räumlichen Durchlaßhologramm. Im Unterschied, zu den in Fig. I bis 3 dargestellten Konzentratoren weist das genannte Hologramm eine ungleichmäßige Struktur zur Verhinderung einer Beugung eines sich innerhalb des Prismas 1" fortsetzenden, von der Trennfläche Hologramm/Luft -Luft reflektierten Strahls auf.
and
ner reflective surface 3, two exit surfaces 4 and 4 * and made of a material layer 5 with a spatial transmission hologram. In contrast to the concentrators shown in FIGS. 1 to 3, the above-mentioned hologram has a non-uniform structure to prevent diffraction of a beam which continues within the prism 1 ″ and is reflected by the hologram / air-air interface.

Fig. 5 zeigt eine Ausführungsform eines Konzentrators, deren Unterschied von der in Fig. 4 wiedergegebenen darin besteht, daß auf der Reflexionsfläche 3 des Prismas 1 " zusätzlich eine MaLerialschicht 5' mit einem räumlichen Reflexionshologramm aufliegt. Die Parameter der Beugungsgitter der Hologramme sind derart gewählt, daß auf dem Hologramm vom .Durchlaßtyp (bchicht 5) ein Spektralbereich mit Wellenlängen nahe /I -| und auf dem Hologramm vom Keflexionstyp (Schicht 5 ) ein· Spektralbereich mit Wellenlängen nahe λ? diffragiert. Die Strahlung dieser beiden Bereiche wird auf die Austrittsfläche 4 konzentriert. 5 shows an embodiment of a concentrator whose difference from that shown in FIG. 4 is that a material layer 5 'with a three-dimensional reflection hologram rests on the reflection surface 3 of the prism 1 ″. The parameters of the diffraction gratings of the holograms are selected in this way that (bchicht 5) on the hologram .Durchlaßtyp a spectral range with wavelengths near / I - | and on the hologram Keflexionstyp (layer 5) · spectral range with wavelengths near λ diffragiert the radiation of these two areas is on the exit surface?. 4 focused.

Eine weitere Ausführungsform für einen Sonnenstrahlkonzentrator ist in ' gegenüberAnother embodiment for a sunbeam concentrator is in 'opposite

Fig. 6 dargestellt. Dessen Unter schied/dem Konzentrator gemäß Fig. 4 besteht darin, daß das räumliche Durchlaßhologramm in der Schicht 5" mehrschichtig ausgeführt ist, wobei dieAnzahlder Scaichten des Hologramms gleich der^nzahlder AustrittsflächenFig. 6 shown. Its difference / according to the concentrator Fig. 4 is that the spatial transmission hologram in of layer 5 "is made in multiple layers, the number of Scaling of the hologram is equal to the number of exit surfaces

3-43-4

für die konzentrierte Strahlung ist. Zur Veranschaulichung ist in Fig. 6 ein zweischichtiges Hologramm vom Durchlaßtyp dargestellt, dessen eine Schicht die konzentrierte strahlung mit den ^ellenlangen nahe λ ^ auf die Austrittsfläche 4 und dessen andere Schicht die Strahlung mit den Wellenlängen nahe λ^ auf die zweite Austrittsfläche 4' richtet.for the concentrated radiation is. To illustrate this, FIG. 6 shows a two-layer hologram of the transmission type, one layer of which directs the concentrated radiation with wavelengths near λ ^ onto the exit surface 4 and the other layer directs the radiation with wavelengths near λ ^ onto the second exit surface 4 ' .

Das Herstellungsverfahren für den in Fig.1 wiedergegebenen Sonnenstrahlkonzentrator besteht in folgendem. Auf die Eintritt sflache 2 des Prismas 1 wird eine Schicht 5 eines lichtempfindlichen Materials, beispielsweise einer lotοemulsion, . aufgebracht. Auf die Schicht 5 des lichtempfindlichen Materials wird eine Schicht 8 einer Immersionsflüssigkeit mit einer Brechungszahl nahe der Brechungszahl· des lichtempfindlichen Materials aufgetragen und darauf ein Hilfsprisma 9-.auf-, gestellt. Das Hilfspri3ma dient zur Lenkung des Referenzbündels 6 in Richtung der zu konzentrierenden Strahlung und des Objektbündeis 7 parallel zur Reflexionsfläche J. In der licht-The manufacturing process for the shown in Fig.1 Sunbeam concentrator consists in the following. On the entry sflache 2 of the prism 1 becomes a layer 5 of a photosensitive Materials, for example a loto emulsion. upset. A layer 8 of an immersion liquid is applied to the layer 5 of the photosensitive material an index of refraction close to the index of refraction · of the photosensitive Material applied and an auxiliary prism 9-.auf-, posed. The auxiliary principle is used to guide the reference bundle 6 in the direction of the radiation to be concentrated and the object bundle 7 parallel to the reflection surface J. In the light

bündel 6 empfindlichen Schicht 5 wird ein Interferenzbild aus dem Keferenz-bundle 6 sensitive layer 5 is an interference image from the reference

und dem Objektbündel 7 · der Laserstrahlung aufgezeichnet.and the object bundle 7 · the laser radiation recorded.

Hierbei erweist sich das Dar chi alihol ο gramm als homogen, weilThe Dar chi alihol ο gram proves to be homogeneous because

bündel 6bundle 6

das Referenz' und das Objektbündel 7-jedes eine ebene Wellenfront besitzen. Zur Gewinnung eines Reflexionshologramms in einem Konzentrator auf der Basis eines dreieckigen Prismas 1 wird die lichtempfindliche Schicht auf die Reflexionsfläche 3 aufgetragen, während das Objektbündel 7 parallel zur Eintrittsfläche 2 des Prismas 1 gerichtet wird. Im Sonnenstrahlkonzentrator gemäß Pig. 1 definiert der Winkel ψ zwischen der Eintrittsfläche 2 und der Reflexionsfläche 2 eindeutig einen. Winkel zwischen c-am Referenzbündel 6 und dem Objektbündel 7, derthe reference and the object bundle 7 each have a plane wave front. To obtain a reflection hologram in a concentrator based on a triangular prism 1, the light-sensitive layer is applied to the reflection surface 3, while the object bundle 7 is directed parallel to the entry surface 2 of the prism 1. In the sunbeam concentrator according to Pig. 1, the angle ψ between the entrance surface 2 and the reflection surface 2 clearly defines one. Angle between c-on the reference bundle 6 and the object bundle 7, the

3U17893U1789

seinerseits Spektralkennlinien eines in der lichtempfindlichen Schicht 5 erzeugten räumlichen Hologramms bestimmt.in turn, spectral characteristics of a spatial hologram generated in the light-sensitive layer 5 are determined.

Eine große Auswahlmöglichkeit zur Vorgabe von Spektralkennlinien eines Konzentrators bietet die Ausführungsform gemäß Fig. 2 mit einem trapezförmigen Prisma 1'. Bei der Herstellung eines derartigen Konzentrators wird das Objektbündel 7 zum Unterschied vom Herstellungsverfahren für den Konzentrator gemäß Fig. 1 auf das Prisma 1' unter einem wahlfreien Totalreflexionswinkel für das Material des Prismas 1', beginnend mit dem Grenz-Totalreflexionswinkel ß, gerichtet. Hierbei wird als Objektbündel 7 eine Lichtstrahlung mit einer flachen Wellenfront verwendet. Der Winkel*f' zwischen der Eintrittsfläche 2 und der Reflexionsfläche 3 kann in Grenzen von 45 bis 0/2 gewählt werden, wobei & die Winkelabweichung vom Bragg-Winkel bedeutet, bei der die Beugungseffektivität des räumlichen Hologramms minimal ist. Zur Erzielung eines hohen Konzentrationsgrades für die Lichtstrahlung ist es zweckmäßig, den Winkel Ψχ gleich υ /2 zu nehmen. Das Objektbündel 7 wird auf das Prisma 1' in Richtung der Austrittsfläche 4 gelenkt.The embodiment according to FIG. 2 with a trapezoidal prism 1 'offers a large selection option for specifying the spectral characteristics of a concentrator. In the manufacture of such a concentrator, the object bundle 7, in contrast to the manufacturing method for the concentrator according to FIG. 1, is directed onto the prism 1 'at an optional total reflection angle for the material of the prism 1', starting with the critical total reflection angle β. In this case, a light radiation with a flat wave front is used as the object bundle 7. The angle * f 'between the entrance surface 2 and the reflection surface 3 can be selected within the limits of 45 to 0/2 , where & means the angular deviation from the Bragg angle at which the diffraction efficiency of the spatial hologram is minimal. In order to achieve a high degree of concentration for the light radiation, it is expedient to take the angle Ψ χ equal to υ / 2 . The object bundle 7 is directed onto the prism 1 ′ in the direction of the exit surface 4.

Das Herstellungsverfahren für den in Fig. 3 gezeigten Konzentrator besteht darin, daß auf die Reflexionsfläche 3 eine lichtempfindliche Schicht 5' aufgebracht und ein Interferenzbild aufgezeichnet wird, indem das Referenzbündel 6 und das Objektbündel 7 auf die lichtempfindliche Schicht 5' von deren entgegengesetzten Seiten gerichtet werden. Hierbei wird das Objektbündel 7 in das Prisma 1' unter einem Winkel Θ1 zur Eintrittsfläche 2 eingeführt, der den Grenz-Totalreflexionswinkel ß um mindestens einen einem Produkt aus der Anzahl der Reflexionen eines Strahls an derThe manufacturing method for the concentrator shown in Fig. 3 consists in that a photosensitive layer 5 'is applied to the reflective surface 3 and an interference image is recorded by directing the reference beam 6 and the object beam 7 onto the photosensitive layer 5' from their opposite sides . Here, the object bundle 7 is introduced into the prism 1 'at an angle Θ 1 to the entrance surface 2, the limit total reflection angle ß by at least a product of the number of reflections of a beam on the

3U17893U1789

Reflexions fläche 3 und dem Doppelten des Winkels 1P '
zwischen der Eintrittsfläche 2 und der Reflexionsfläche 3
des Prismas 1' gleichen Winkel übertrifft. Diese Bedingung
wird durch folgende Beziehung beschrieben:
Reflection surface 3 and twice the angle 1 P '
between the entrance surface 2 and the reflection surface 3
of the prism 1 'exceeds the same angle. This condition
is described by the following relationship:

Θ^Β + 2 fm,Θ ^ Β + 2 sc,

wobei Θ' den Einfallswinkel des Objektbündels auf die
Eintrittsflache 2 des Prismas 1 ' ,
where Θ 'is the angle of incidence of the object bundle on the
Entry surface 2 of the prism 1 ',

ß den Grenz-Totalreflexionswinkel an der Trennfläche Prisma/Luft, ß the limit total reflection angle at the prism / air interface,

^f1 den Winkel zwischen der Eintrittsfläche 2 und
Reflexionsfläche 3 des Prismas 1' und
^ f 1 is the angle between the entrance surface 2 and
Reflection surface 3 of the prism 1 'and

m die Höchstzahl von Mehrfachreflexionen eines
Strahls einer zu konzentrierenden Strahlung
innerhalb des Prismas 1'
m is the maximum number of multiple reflections of a
Beam of radiation to be concentrated
within the prism 1 '

bezeichnet.designated.

Darüber hinaus unterscheidet sich das geschilderte Herstellungsverfahren für den Konzentrator von Fig. 3 von dem Herstellungsverfahren für den Konzentrator gemäß Fig. 2 dadurch, daß das
Objektbündel 7 in das Prisma 1' in Richtung der Austrittsfläche 41 eingeführt wird.
In addition, the described manufacturing process for the concentrator of FIG. 3 differs from the manufacturing process for the concentrator according to FIG. 2 in that the
Object bundle 7 is introduced into prism 1 'in the direction of exit surface 4 1 .

Bei dem Herstellungsverfahren für den Konzentrator gemäß
Fig. 4 wird ein Prisma 1f' in Form eines rechteckigen Parallelepipeds gewählt, auf dessen Eintrittsfläche 2 eine lichtempfindliche Schicht 5 aufgebracht wird, und bei der Aufzeichnung eines Interferenzbildes wird ein Objektbündel 7 mit einer divergierenden Wellenfront verwendet. Hierbei wird die Lage der Quelle P für das Objektbündlich 7 bezüglich der Eintrittsflache 2 in der Weise gewählt; daß ein Abschnitt an der Trennfläche
Hologramm/Luft zwischen der Eintrittsstelle des Strahls und dem
In the manufacturing process for the concentrator according to
4, a prism 1 f 'in the form of a rectangular parallelepiped is chosen, on the entrance surface 2 of which a light-sensitive layer 5 is applied, and an object bundle 7 with a diverging wavefront is used when recording an interference image. Here, the position of the source P for the object 7 is selected flush with respect to the entry surface 2 in the manner ; that a section at the interface
Hologram / air between the point of entry of the beam and the

Punkt seiner ersten Reflexion an der Trennfläche Hologramm/Point of its first reflection at the interface hologram /

vonfrom

Luft unter einem Winkel nioht weniger als einerhalbei Winkelabweichung vom Bragg-Winkel im Punkt der obengenannten ersten Reflexion zu sehen ist, bei dem die Beugungseffektivität des räumlichen Hologramms minimal ist. Die -^füllung dieser Bedingung im lalle der Anordnung des räumlichen Durchlaßhologramms auf der Eintrittsfläche 2 wird bei der Einhaltung des folgenden Verhältnisses gewährleistet:Air at an angle not less than a one-half angular deviation from the Bragg angle at the point of the first mentioned above Reflection can be seen at which the diffraction effectiveness of the spatial hologram is minimal. The - ^ fulfillment of this condition in the lalle of the arrangement of the spatial transmission hologram on the entrance surface 2 is observed in compliance with the the following ratio is guaranteed:

2 (d + U1) tgod i h [ tg (piQ + ^0) - tg oC o ] ,2 (d + U 1 ) tgod ih [tg (pi Q + ^ 0 ) - tg oC o ],

wobei d einen Abstand zwischen der Eintritts- und der Reflexionsfläche ,where d is a distance between the entrance and the reflection surface ,

d-j- die Dicke des räumlichen Hologramms, h den Abstand von der Quelle für das Objektbündeld-j- the thickness of the spatial hologram, h is the distance from the source for the object bundle

bis zur Trennflache Hologramm/Luft, oC einen Totalreflexionswinkel an der Tr ennf lacheup to the hologram / air interface , oC a total reflection angle at the interface

Pr isma-I/uf t,
cL einen mit oC durch das Brechungsgesetz verbundenen
Pr isma-I / uf t,
cL one associated with oC by the law of refraction

Einfalls winkel eines Strahls des Objektbündelsund $ eine Winkelabweichung vom °^0/2 gleichen Bragg-Incidence of a beam of Objektbündelsund angle $ an angular deviation from the ° ^ 0/2 identical Bragg

Winkel, bei der die Beugungseffektivität des räumlichen Hologramms minimal ist, bezeichnet.Angle at which the diffraction effectiveness of the spatial Hologram is minimal, designated.

Bei der Ableitung dieses Verhältnisses sind die Brechungszahlen der Material schicht mit dem räumlichen Hologramm und die In deriving this ratio, the refractive indices of the material layer with the spatial hologram and the

an
des Prismas gleich genommen, weil sie in der Regel voneinan-
at
of the prism because they are usually

nur
der/geringfügig abweichen. Die Brechungszahl des Mediums, in dem sich die Quelle P des Objektbündels 7 befindet, ist verschieden von der Brechungszahl des Prismas 1 "angenommen.
only
the / differ slightly. The refractive index of the medium in which the source P of the object bundle 7 is located is assumed to be different from the refractive index of the prism 1 ″.

3 Ί 41783 V ":-":: l· Γ: 13 Ί 41783 V ": -" :: l · Γ: 1

Im Spezialfall gleichercBajedtaunggzahlenist der Winkel <?C gleich.demIn the special case of the same number of bays, the angle <? C is equal to the

Winkel ei zu setzen. Darüber hinaus ist die Dicke dT des ο 1Angle to put egg. In addition, the thickness d T of the ο 1

räumlichen Hologramms in der Hegel wesentlich kleiner als der. Abstand d zwischen der Jäintr it tsf lache 2 und der Reflexionsfläche 7j und kann vernachlässigt werden. Die Lenkung des Objektbündeis 7 unter einem erforderlichen Winkel kann beispielsweise mit Hilfe eines entsprechenden Hilfsprismas und einer Schicht einer Immersionsflüssigkeit auf der J3 int r it tsf lache 2 gewährleistet werden.spatial hologram in Hegel is much smaller than that. Distance d between the entry surface 2 and the reflection surface 7 j and can be neglected. The steering of the object bundle 7 at a required angle can be ensured, for example, with the aid of a corresponding auxiliary prism and a layer of an immersion liquid on the internal surface 2.

• Das Herstellungsverfanren für die in Pig. 5 dargestellte Ausführungsform des Konzentrator besteht darin, daß zuerst auf eine Fläche, beispielsweise auf die Eintr it tsf lache 2, eine lichtempfindliche Schicht 5 aufgetragen und in dieser ein räumliches Durchlaßhologramm von einer Lichtquelle mit einer Wellenlänge λ-j- erzeugt wird. Danach wird eine entsprechende fotoohemische Behandlung dieser Scnioht durchgeführt. Dann wird auf die Relexionsflache 3 eine lichtempfindliche Schicht 5* aufgetragen, in dieser ein räumliches Reflexionshologramm von einer Lichtquelle mit einer anderen Wellenlänge λ.^ erzeugt und eine entsprechende fotochemische Behandlung dieser Schicht durchgeführt. Bei der Herstellung eines derartigen Konzentrat or s werden die Wellenlängen A und ^p der Lichtquellen mit Rücksicht auf ein Fehlen einer Kreuzmodulation gewählt. Als Beispiel ist in Fig. 5 ein Konzentrator dargestellt, bei dessen Herstellung die beiden Objektbündel in• The manufacturing process for those in Pig. The embodiment of the concentrator shown in FIG. 5 consists in that a light-sensitive layer 5 is first applied to a surface, for example on the entrance surface 2, and a spatial transmission hologram is generated in this by a light source with a wavelength λ-j-. A corresponding photo-chemical treatment is then carried out on this section. Then a light-sensitive layer 5 * is applied to the reflection surface 3, in which a spatial reflection hologram is generated by a light source with a different wavelength λ. ^ And a corresponding photochemical treatment of this layer is carried out. In the production of such a concentrate or s, the wavelengths A and ^ p of the light sources are chosen with a view to the absence of cross modulation. As an example, a concentrator is shown in FIG. 5, during the manufacture of which the two object bundles in

das Prisma 1" in Richtung der Austrittsfläche 4 eingeführt werden.the prism 1 ″ introduced in the direction of the exit surface 4 will.

In ähnlicher Weise wird der in Fig. 6 gezeigte Konzentrator gefertigt, bei dem die Anzahl der Schichten des räumlichenThe concentrator shown in FIG. 6 is manufactured in a similar manner, in which the number of layers of the spatial

3U17893U1789

Hologramms nacn der Anzahl der Austritts flächen gewählt ist. Die Schicht des räumlichen Hologramms wird auf die Eintrittsflä-. ehe 2 aufgetragen. Zuerst wird die erste lichtempfindliche Schicht aufgebracht und darin ein räumliches Hologramm, durch Lenkung des Objektbundeis in Richtung der ersten Austrittsfläche 4 und durch Verwendung einer Lichtquelle mit einer Wellenlänge Λχ erzeugt. Dann wird eine zweite lichtempfindliche Schicht aufgetragen und darin ein räumliches Hologramm durch Lenkung des Objektbündels in Richtung der zweiten Aus- ■ trittsfläche 4' und durch Verwendung . einer Lichtquelle mit einer anderen Wellenlänge ^2 erzeugt. Danach können weitere Schichten aufgetragen und die geschilderten Operationen wiederholt werden. Hier werden die Wellenlängen A^ und ^p der Lichtquellen gleichfalle unter -berücksichtigung einer Minimierung des Effektes der Kreuzmodulation gewählt, damit also das Licht der einen Wellenlänge nur an" seinem" Beugungsgitter d if fr agiert und mit anderen durch die Lichtquellen der anderen Wellenlängen gebildeten Schichten des Hologramms nicht zusammenwirkt.Holograms according to the number of exit surfaces is selected. The layer of the spatial hologram is on the entry surface. before 2 applied. First, the first light-sensitive layer is applied and a three-dimensional hologram is generated therein by directing the object bundle in the direction of the first exit surface 4 and by using a light source with a wavelength Λ χ . A second light-sensitive layer is then applied and a three-dimensional hologram is applied therein by directing the object bundle in the direction of the second exit surface 4 'and by using it. a light source with a different wavelength ^ 2 generated. Then further layers can be applied and the operations described can be repeated. Here, the wavelengths A ^ and ^ p of the light sources are chosen in the same way, taking into account a minimization of the effect of the cross modulation, so that the light of one wavelength only acts on "its" diffraction grating d if fr and formed with others by the light sources of the other wavelengths Layers of the hologram do not interact.

Konstruktiv können sämtliche Konzentrat or en ein Prisma aus einem optisch durchsichtigen festen Material haben. Darüber hinaus kann das Prisma beispielsweise zwecks Verbesserung von Temperaturbedingungen für die Arbeit des Empfängers der konzentrierten Strahlung in Form einer mit einer durchsichtigen Flüssigkeit gefüllten Pestkörperhülle ausgeführt werden.Constructively, all concentrators can have a prism made of an optically transparent solid material. About that In addition, the prism can be used, for example, to improve temperature conditions for the work of the recipient of the concentrated Radiation can be carried out in the form of a plague body shell filled with a transparent liquid.

im Betriebe des erfindungsgemäßen Sonnenstrahlkonzentrators stellt das räumliche Hologramm einin operation of the sunbeam concentrator according to the invention sets the spatial hologram

räumliches Beugungsgitter dar, das periodisch angeordnetespatial diffraction grating, the periodically arranged

3U1_7§39_3U1_7§ 3 9_

Streuflächen enthält. Fällt eine mit einer der beiden an der Bildung des Hologramms beteiligten Wellen identische Lichtwelle an einem derartigen Gitter unter einem. Bragg-lVinkel ein, diffragiert sie daran und stellt eine mit der zweiten Welle identische Welle wieder her. Deshalb stellt das durch das planparallele Referenzbündel 6 und durch das in das Prisma unter dem Totalreflexionswinkel # eingeführte Objektbündel 7 gebildete räumliche Hologramm bei Beleuchtung durch dasContains scatter surfaces. One falls with one of the two at the Formation of the hologram involved waves identical light wave at such a grating under one. Bragg-lVinkel a, it diffuses it and recreates a wave identical to the second wave. Therefore this puts through the plane-parallel reference bundle 6 and through the object bundle 7 introduced into the prism at the total reflection angle # spatial hologram formed when illuminated by the

Referenzbündel 6 das Objektbündel 7 wieder her. Dadurch wird ein Lichtstrahl aus der Luft in äas optisch dichtere MediumReference bundle 6 restores the object bundle 7. Thereby, a light beam from the air in ea s optically denser medium

1
des Prismas/unter dem Totalreflexionswinkel eingeführt.
1
of the prism / introduced at the total reflection angle.

Das räumliche Hologramm weist eine Winkelselektivität auf, d.h. eine Abhängigkeit der Beugungseffektivität vom Wert der Winkelabweichung des Beleuchtungsbündels vom Bragg-Winkel, wobei die zulässige Winkelabweichung um so kleiner ist, je größer ein "bei der Bildung des Hologramms dem Doppelten des Braggschen Winkels. gleicher Winkel zwischen dera Referenzbündel 6 und dem Objektbündel η ist. 'Darüber hinaus ist das räumlicheThe spatial hologram has an angular selectivity, ie a dependence of the diffraction efficiency on the value of the angular deviation of the illumination beam from the Bragg angle, the permissible angular deviation being smaller, the greater an angle equal to "twice the Bragg angle" when forming the hologram between the reference bundle 6 and the object bundle η

Hologramm selektiv für die Wellenlänge der Beleuchtungsstrahlung, weshalb es bei dessen Beleuchtung durch das Sonnenlicht einen bestimmten Spektralbere ich in Abhängigkeit von den Bedingungen für die Erzeugung des Hologramms konzentrieren kann. 'Hologram selective for the wavelength of the illuminating radiation, which is why it is illuminated by sunlight a certain spectral range depending on the conditions for the generation of the hologram can concentrate. '

Der Konzentrator gemäß .Fig. 1 weist auf der üintrittsfläche 2 ein räumliches Dur chi alihol ο graium auf, das die in das Prisma 1 eintretende Strahlung parallel zur Reflexionsfläche 3 leitet. Gegenüber de:: in Fig. 2 und 3 dargestellten Kon-"" zentratoren konzentriert er bei gleichen Winkeln"zwischen derThe concentrator according to .Fig. 1 points to the entry area 2 a spatial Dur chi alihol ο graium on, which the in the Prism 1 entering radiation parallel to the reflection surface 3 heads. Opposite de :: in Fig. 2 and 3 shown Kon- "" centrators he concentrates at equal angles "between the

3H1_7$93H1_7 $ 9

Bintrittsflache 2 und der Reflexionsfläche 3 einen verhältnismäßig schmaleren Spektralbere ich wegen eines größeren Winkels zwischen dem Referenzbündel 6 und dem Obejektbündel 7 der Strahlung. Hierbei treten keine Mehrfachreflexionen derEntry surface 2 and the reflection surface 3 a relatively narrower spectral range because of a larger angle between the reference beam 6 and the object beam 7 of radiation. There are no multiple reflections of the

1 konzentrierten Lichtstrahlung innerhalb des Prismas auf.1 concentrated light radiation inside the prism.

Der Konzentrator gemäß Fig. 2 arbeitet wie folgt. DieThe concentrator of Fig. 2 operates as follows. the

einem dem Referenzbündel 6 identische Lichtstrahlung diffraglert an räumlichen üurchlaßhologramin., indem sie auf eine Materialschicht 5 mit diesem auftrifft, und tritt in das Prisma 1' unter dem Totalreflexionswinkel θ ein. Nach der Rückstrahlung von der zur Eintrittsfläche 2 unter einem 7/inkel von ψ' geneigten Reflexionsfläche J trifft der Strahl auf die Grenzfläche Hologramm /Luft unter einem Winkel von θ + zf auf und erfährt eine Totalreflexion. Der Winkel ψ' wird nicht kleiner als eine halbe Winkelabweichung vom Bragg-Winkel gewählt, bei der die Beugungseffektivität des genannten Hologramms gleich Null ist.a light radiation identical to the reference bundle 6 diffuses at spatial transmission holograms by impinging on a material layer 5 with this, and enters the prism 1 'at the total reflection angle θ . After the reflection from the reflection surface J inclined to the entrance surface 2 at a 7 / angle of ψ ' , the beam strikes the interface hologram / air at an angle of θ + zf and experiences total reflection. The angle ψ ' is chosen not to be less than half an angular deviation from the Bragg angle, at which the diffraction efficiency of the hologram mentioned is equal to zero.

Da der von der Grenzfläche Hologramm/Luft reflektierte Strahl auf die Streuflachen des räumlichen Hologramms nicht unter dem Bragg-Winke1, sondern mit einer Abweichung um den Winkel 2 ψ1 von diesemauftrifft, bei welchem die Beugungseffektivität dieses Hologramms gleich Null ist, so diffragiert er daran nicht. Seine Richtung ändert sich also nicht, und nach einer Reihe von Mehrfachreflexionen tritt er durch die Austrittsfläche 4 aus.Since the beam reflected by the hologram / air interface does not hit the scattering surfaces of the spatial hologram at the Bragg angle1, but with a deviation of the angle 2 ψ 1 , at which the diffraction efficiency of this hologram is equal to zero, it differs from it not. Its direction does not change, and after a series of multiple reflections it exits through the exit surface 4.

In der JFig. 3 entsprechenden Ausführungsform des Kon-In the JFig. 3 corresponding embodiment of the

zentrators mit einem als Grundfläche ein Trapez aufweisendencentrator with a trapezoid as a base

Prisma wird die Strahlung auf die kleinere Austrittsfläche 4'Prism is the radiation on the smaller exit surface 4 '

konzentriert. Als Beispiel ist eine Ausführungsform mit einem auf der inflexions fläche 3 in der Schioht 5' liegenden räumlichen -^eflexionsholograjum gezeigt. Bei der Erzeugung des Beugungsgitters des genannten Hologramms wird das Objektbündel 7 in das Prisma 1' durch die fieflexionsfläche 3 unter dem Winkel 0' eingeführt. Im Unterschied zu dem in Fig. 2 dargestellten Konzentrator wird dieser Winkel nach jeder Reflexion von der Fläche 3 um einen Viert von 2 ψ verkleinert. Damit also der Strahl das Prisma 1' durch die Bintrittsflache 2 oder die Keflexionsfläche 3 nicht verläßt, wird der Winkel©1 im vergleidconcentrated. As an example, an embodiment is shown with a spatial - ^ eflexionsholograjum lying on the inflexion surface 3 in the Schioht 5 '. When generating the diffraction grating of the above-mentioned hologram, the object bundle 7 is introduced into the prism 1 'through the flexion surface 3 at the angle 0' . In contrast to the concentrator shown in FIG. 2, this angle is reduced by a fourth of 2 ψ after each reflection from the surface 3. So that the beam does not leave the prism 1 'through the entry surface 2 or the keflexionsfläche 3, the angle 1 is impared

zum Grenz-Totalreflexioncwinkel ß um einen Winkel größer ge-to the limit total reflection angle ß by an angle larger

dem
wählt, der Produkt aus Anzahl m der .Reflexionen des Strahls
to the
selects the product of the number m of .reflections of the beam

von der Reflexionsfläche' 3 und dem doppelten Winkel zwischen derfrom the reflective surface '3 and twice the angle between the

fläche 2 ■area 2 ■

Eintritts' und der Keflexionsfläche 3 des- Prismas 1Entrance 'and the Keflexionsfläche 3 des- prism 1

gleich ist.Ein derartiger Konzentrat or kann ein räumliches Durchlaßhologramm mit ähnlicher Wirkung auf der Eintrittsfläche 2 aufweisen. In dieser Ausführungsform des Konzentrator ergebenSuch a concentrate or can be a spatial transmission hologram with a similar effect on the entry surface 2 exhibit. In this embodiment the concentrator results

die
sich höhere Konzentrationsgrade für Lichtstrahlung und ein schmalerer Bereich der konzentrierten Strahlung gegenüber dem. in Fig. 2 dargestellten Konzentrator. Dies ist auf einen geringeren Flächeninhalt der Austrittsfläche 4' und auf einen größeren Winkel zwischen dem Referenzbündel 6 und dem Objektbündel 7 zurückzuführen.
the
higher degrees of concentration for light radiation and a narrower range of concentrated radiation compared to the. in Fig. 2 shown concentrator. This is due to a smaller area of the exit surface 4 ′ and to a larger angle between the reference bundle 6 and the object bundle 7.

Der in Fig. 4 wiedergegebene Sonnenstrahlkonzentrator enthält ein Prisma f' in Form eines Parallelepipeds und eine Materialschicht 5 mit einem räumlichen DurchlaßholoRramm auf der Eintrittsfläche 2. Das -Beugungsgitter des genannten Hologramms ist durch ein planparalleles Heferenzbündel 6 und durch ein divergi-c-endes Objektbündel 7 der Strahlung gebildet. Da-The sunbeam concentrator shown in Fig. 4 contains a prism f 'in the form of a parallelepiped and a material layer 5 with a spatial passage holoRram on the entrance surface 2. The diffraction grating of the said hologram is through a plane-parallel yeast bundle 6 and a divergent object bundle 7 formed of radiation. There-

O 1 4 I / OOO 1 4 I / OO

- 26 -- 26 -

durch, daß das divergierende Objektbündel 7 im Fertigungs-by that the diverging object bundle 7 in the manufacturing

1"1"

Vorgang für den Konzentrator in das Prisma unter einem Totalreflexionswinkel geleitet worden ist, wird die Einführung einesOperation for the concentrator in the prism at a total reflection angle has been headed, is introducing a

6
dem Referenzbündel identischen Strahlenbündels aus der Luft in das optisch dichtere Medium des Prismas unter einem Totalreflexionswinkel erreicht. Dies ist eine notwendige, aber nicht hinreichende Bedingung für die Konzentrierung einer Lichtstrahlung. Der am räumlichen Hologramm diffragierte Lichtstrahl
6th
the reference bundle of identical beams from the air into the optically denser medium of the prism at an angle of total reflection. This is a necessary but not a sufficient condition for the concentration of light radiation. The light beam diffused on the spatial hologram

1"1"

tritt in das Prisma unter dem Totalreflexionswinkel ein, erleidet eine Totalreflexion auf der Reflexionsfläche 3 und kehrb. in einem gewissen Punkt in die Materialschicht 5 mit dem räumlichen Hologramm zurück. Zur Konzentration genügt es, daß der Strahl nach der Reflexion von der Grenzfläche räumliches Hologramm /Luft die Bragg-Bedingung auf diesem Abschnitt des Hologramms nicht erfüllt. Dann wird er am räumlichen Hologramm nicht diffragieren und die Austrittsfläche 4- nach einer Reihe von^ Totalreflexionen verlassen. Zu diesem Zweck ist die Struktur des Beugungsgitters des räumlichen Hologramms in der Ausbreitungsriohtung des wiederholt reflektierten Strahls inhomogen ausgeführt .Diese Inhomogenität wird durch die Divergenz des Objektbündel 7 gewährleistet, dessen Strahl en "bei der Bildung des Hologramms in die Materialschicht 5 unter verschiedenen Winkeln eintreten.enters the prism at the angle of total reflection, suffers a total reflection on the reflection surface 3 and kehrb. at some point into the material layer 5 with the spatial Hologram back. For concentration, it is sufficient that the beam after reflection from the interface is a spatial hologram / Air the Bragg condition on this section of the hologram not fulfilled. Then he will not diffuse on the spatial hologram and the exit surface 4- after a series of ^ Leave total reflections. For this purpose, the structure of the diffraction grating of the spatial hologram is in the direction of propagation of the repeatedly reflected beam is inhomogeneous. This inhomogeneity is caused by the divergence of the object bundle 7 ensures its rays "in the formation of the hologram in the material layer 5 at different angles enter.

Durch die Auswahl des Abstandes von der Quelle P (Fig. 4) fürTbbjektbündel 7 bis zur Eintrittsfläche 2 und des Abstandes zwischen der Eintrittsfläche 2 und.der Reflexionsfläche 3 ist der Einfall des von der Grenzfläche Hologramm/LuftBy choosing the distance from the source P (Fig. 4) forTbbjektbündel 7 up to the entrance surface 2 and the distance between the entrance surface 2 und.der reflection surface 3 is the incidence of the from the hologram / air interface

reflektierten ütrahls auf das Hologramm mit einer solchen Winkel-reflected beam onto the hologram with such an angular

abweichung vom Bragg-Winkel auf diesem Abschnitt ermöglicht, daß die Beugungseffektivität des räumlichen Hologramms auf diesem Abschnitt für ihn gleich Null ist. Da das räumliche Hologramm eine Winkelselektivität besitzt, übt es keine diffragierendeWirkung auf den mit einer bestimmten Winkelabweichung vom Bragg-Winkel gerichteten Strati aus. deviation from the Bragg angle on this section allows, that the diffraction effectiveness of the spatial hologram on this section is zero for him. Since the spatial hologram has an angle selectivity, it does not exercise any diffusive effect on the strati directed with a certain angular deviation from the Bragg angle.

In Abhängigkeit von der Geometrie des divergierenden Objektbündels mit einer gegebenen Wellenlänge kann die Lichtstrahlung im Fertigungsvorgang für den Konzentrator auf zwei und mehr Austr.ittsf lachen des Prismas ι auf einen Teil der Austrittsfläche oder auf eine beliebige Stelle des Prismaskonzentriert werden.Depending on the geometry of the diverging Object bundle with a given wavelength can be the light radiation in the manufacturing process for the concentrator on two and more exit faces of the prism ι on part of the Exit surface or concentrated on any point on the prism will.

Die in Fig. 5 und 6 dargestellten Ausführungsformen von· Konzentrat or en arbeiten in Analogie zu den oben beschriebenen mit dem einzigen Unterschied, daß beider Ausführungsform gemäß Fig. 5 die Strahlung von den beiden Hologrammen - dem Durchlaßhologramm (Schicht 5) und dem ßeflexionshologramm (Schicht 5 ') - auf die eine Austrittsfläche 4 und bei der Ausführungsform gemäß Fig. 6 die Strahlung von jeder Schicht des Durchlaßhologramms auf eine entsprechende Austrittsfläche 4 oder 4' konzentriert wird.The embodiments shown in FIGS. 5 and 6 of Concentrate or s work in analogy to those described above with the only difference that both embodiment according to Fig. 5 shows the radiation from the two holograms - the Transmission hologram (layer 5) and the ßeflexionshologram (Layer 5 ') - on the one exit surface 4 and in the embodiment according to FIG. 6, the radiation from each layer of the transmission hologram onto a corresponding exit surface 4 or 4 'is concentrated.

. Da das räumliche Hologramm neben der Winkelselektivität auch eine Spektralselektivität besitzt, nimmt seine Beugungseffektivität mit der Abweichung von der Braggschen Wellenlänge bei einer Beleuchtung unter dem Bragg-Winkel ab. In sämtlichen oben beschriebenen Sonnenstrahlkonzentratoren kann daher an Stelle des mehr s chi el. t igen räumlichen Hologramms ein einsohiohtiges Hologramm ausreichender Dicke verwendet . werden. Die räumlichen Beugungsgitter .von verschiedenen Lichtquellen. Because the spatial hologram in addition to the angular selectivity also possesses a spectral selectivity, its diffraction effectiveness decreases with the deviation from the Bragg wavelength with lighting below the Bragg angle. In all of the sunbeam concentrators described above, instead of the more detailed spatial hologram, a single-sided hologram Hologram of sufficient thickness used. will. The spatial diffraction gratings from different light sources

j 14 ι /syj 14 ι / sy

rv · - — -*rv - - - *

» « V V *■ * >· * WHW *r — »« VV * ■ *> · * WHW * r - «V * * -*«V * * - *

- 28 -- 28 -

werden einander überlagert, und bei einer Beleuchtung duroh weißes Licht unter dem Bragg-Winkel trennt jedes Beugungsgitter seinen eigenen tipektralbereich ab. Der Effekt der Kreuzmodulation erweist sich als minimal, wenn die Wellenlängen der Lichtquellen voneinander merklich abweichen.are superimposed on each other, and when illuminated by white light below the Bragg angle, each diffraction grating separates its own tipectral range. The effect of cross modulation proves to be minimal when the wavelengths of the light sources differ noticeably from one another.

Die aufgezählten Ausführungsbeispiele des Sonnenstrahl konzentrators schränken die Erfindung keineswegs ein und sind zur Veranschaulichung der Mannigfaltigkeit von möglichen Bauarten und Eigenschaften eines grundsätzlich neuen Typs von Sonnenstrahlkonzentratoren auf der Grundlage der Verwendung räumlicner Hologramme, und des Effektes der Totalreflexion angeführt. The enumerated embodiments of the solar beam concentrator limit the invention in any way and are illustrative of the variety of possible designs and properties of a new type of fundamentally Sonnenstrahlkonzentratoren based on the use räumlicne r holograms, and the effect of the total reflection cited.

Der Sonnenstrahlkonzentrator gestattet es bei erfindungsgemäßer AuS^13OIb1Sa r e Konzentrat ions grade gegenüber den bestehenden Konzentratoren auf der Basis eines Prismas mit TotalreflexionThe sunbeam concentrator allows it with inventive AuS ^ 13 OIb 1 Sa re degrees of concentration compared to the existing concentrators on the basis of a prism with total reflection

zu erhalten. Das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren für den Konzentrator gibt die Möglichkeit, Sonnenstrahlkonzentratoren in einem weiten Bereich der Spektralselektivität von schmalband igen Filter-Konzentratoren.mit einem einige Nanometer breiten Spektralbereich bis zu Konzentratoren zu erhalten, die praktisch keine Spektralselektivität aufweisen. Die getrennte Konzentration verschiedener Spektralbereiche auf verschiedene Austrittsflachen gestattet es, mit einem Konzentrator gleichzeitig mehrere selektive Empfänger für eine Lichtstrahlung mit Bmpf indlichkeitsmaxima bei verschiedenen Wellenlängen zu verwenden. Dies erhöht die Effektivität des Konzentrators wesentlich und erweitert seir£Anwendungsmöglichkeit en. Der Konzentrator ist sehr einfach- im Aufbau, hat eine geringstmögliche Anzahl von Bauelementen und istto obtain. The manufacturing method according to the invention for the concentrator there is the possibility of using sunbeam concentrators in a wide range of spectral selectivity of narrow-band filter concentrators, with a few Nanometer wide spectral range up to concentrators to obtain which have practically no spectral selectivity. The separate concentration of different spectral ranges on different exit surfaces allows with a concentrator, several selective receivers for a light radiation with maxima of sensitivity at different levels at the same time To use wavelengths. This increases the effectiveness of the concentrator significantly and expands its range of applications en. The concentrator is very simple in construction, has the smallest possible number of components and is

sehr betriebssicher. Sein Herstellungsverfahren zeichnet sich durch das Fehlen von Prozessen mit arbeitsintensiver mechanischer Bearbeitung aus und umfaßt nur eine kleine Anzahl von Operationen, zu deren Durchführung nur wenig Zeit (etwa einige Minuten) erforderlich ist.very reliable. Its manufacturing process stands out is characterized by the absence of labor-intensive mechanical machining processes and includes only a small one Number of operations that require little time (approximately a few minutes) to complete.

Claims (12)

P atentan sprü ehePatent spray before T. Sonnenstrahlkonzentrator in Form eines Prismas mit Flächen für Eintritt, Reflexion und Austritt von Strahlen,T. Sunbeam concentrator in the form of a prism with Surfaces for entry, reflection and exit of rays, dadurch gekennzeichnet,characterized, daß auf der Eintrittsfläche (2) und/oder auf der Reflexionsfläche (3) eine Materialschicht (S) mit einem darin erzeugten räumlichen Hologramm angeordnet ist, das auf der Eintrittsfläche (2) vom Durchlaßtyp und auf der Reflexionsfläche (3) vom Reflexionstyp und jeweils derart aufgebaut ist, daß die Strahlung in das Prisma (1) unter einem Totalreflexionswinkel ( Θ) eingeführt wird.that on the entry surface (2) and / or on the reflective surface (3) a material layer (S) with one produced therein spatial hologram is arranged, which is constructed on the entrance surface (2) of the transmission type and on the reflection surface (3) of the reflection type and in each case in such a way is that the radiation in the prism (1) at an angle of total reflection (Θ) is introduced. 2. Sonnenstrahlkonzentrator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,2. Sun ray concentrator according to claim 1, characterized in that daß der Winkel (H7') zwischen der Eintrittsfläche (2) und der Reflexionsfläche (3) mindestens einer halbenthat the angle (H 7 ') between the entrance surface (2) and the reflection surface (3) is at least half 530-(0802/1-P.86817-M-61)-DfMy530- (0802/1-P.86817-M-61) -DfMy 3U17893U1789 Winkelabweichung vom Bragg-Winkel gleich ist, bei der die Beugungseffektivität des Hologramms minimal ist.Angular deviation from the Bragg angle is the same at which the diffraction efficiency of the hologram is minimal. 3. Sonnenstrahlkonzentrator nach Anspruch 1, dadurch gekenn ζ e i chnet,3. Sunbeam concentrator according to claim 1, characterized ζ e i chnet, daß die Parameter des Hologramms derart gewählt sind, daß sich die Strahlung im Prisma (1) parallel zu der Fläche ausbreitet, die derjenigen entgegengesetzt ist, auf der sich das Hologramm befindet.that the parameters of the hologram are chosen such that the radiation in the prism (1) is parallel to the Spreads area that is opposite to that on which the hologram is located. 4. Sonnenstrahlkonzentrator nach Anspruch 1, mit einem in Form eines Parallelepipodes ausgebildeten Prisma, dadurch gekennzeichnet,4. Sunbeam concentrator according to claim 1, with a prism designed in the form of a parallelepipod, characterized, daß das räumliche Hologramm einen ungleichmäßigen Aufbau zur Verhinderung einer Beugung eines sich innerhalb des Prismas ausbreitenden Strahls aufweist, der von der Trennfläche Hologramm/Luft reflektiert wird.that the spatial hologram has a non-uniform structure to prevent diffraction of a within the Has prism propagating beam, which is reflected from the interface hologram / air. 5. Sonnenstrahlkonzentrator nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,5. Sun ray concentrator according to one of claims 1 to 4, characterized in that daß das räumliche Hologramm mehrschichtig ausgeführt ist und jede Schicht eine Information über eine Lichtquelle mit einer von den Wellenlängen der bei der Erzeugung der Hologramme in den anderen Schichten benutzten Lichtquellenthat the spatial hologram is made of multiple layers and each layer contains information about a light source with one of the wavelengths of the light sources used in the generation of the holograms in the other layers en
verschieden Wellenlänge enthält.
en
contains different wavelengths.
6. Sonnenstrahlkonzentrator nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,6. Sunbeam concentrator according to claim 5, characterized in that daß die Anzahl der Schichten des räumlichen Hologramms gleich der Anzahl der Austrittsflächen (4, 41) und der Aufbau des Hologramms einer jeden Schicht unter Berücksichtigung der Strahlungsrichtung auf die entsprechende Austrittsfläche (4 oder 41) gewählt ist.that the number of layers of the spatial hologram is equal to the number of exit surfaces (4, 4 1 ) and the structure of the hologram of each layer is selected taking into account the direction of radiation on the corresponding exit surface (4 or 4 1 ). 3U17893U1789 7. Verfahren zum Herstellen eines Sonnenstrahlkonzentrators nach Anspruch 1 unter Aufzeichnung eines Interferenzbildes in einer lichtempfindlichen Schicht von einem Referenz- und einem Objektbündel einer Laserstrahlung, dadurch gekennzeichnet, daß die lichtempfindliche Schicht (5) auf die Eintrittsfläche (2) und/oder auf die Reflexionsfläche (3) eines Prismas (1) aufgebracht wird und die Aufzeichnung des Interferenzbildes erfolgt, indem das .Referenzbündel (6) in Richtung der zu konzentrierenden Strahlung .und das Objektbündel (7) unter dem Totalreflexionswinkel θ der Materialien der lichtempfindlichen Schicht (5) und des Prismas (1) gelenkt wird.7. Method of making a sunbeam concentrator according to claim 1 with recording of an interference image in a light-sensitive layer of a reference and an object bundle of laser radiation, characterized in that the light-sensitive layer (5) on the entry surface (2) and / or on the reflection surface (3) one Prism (1) is applied and the recording of the interference image takes place by the .Reference bundle (6) in the direction of the radiation to be concentrated. and the object bundle (7) at the total reflection angle θ of Materials of the photosensitive layer (5) and the prism (1) is directed. 8. Verfahren nach Anspruch 7, bei dem ein Prisma mit einer trapezförmigen Grundfläche benutzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß als Objektbündel (7) eine Lichtstrahlung mit einer flachen Wellenfront verwendet und auf eine von nichtparallelen Prismen flächen gerichtet wird, die als Eintritts- und Reflexionsfläche (2 bzw. 3) gewählt werden.8. The method according to claim 7, in which a prism with a trapezoidal base is used, characterized in that the object bundle (7) is a light radiation with a flat wavefront is used and directed at one of non-parallel prism surfaces, which are used as the entrance and reflection surface (2 or 3) can be selected. 9. Verfahren nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
9. The method according to claim 8,
characterized,
daß der Eintrittswinkel (Θ) für das Referenzbündel.(7) im Prisma (1) entsprechend der Formel θ1β + 2 f "m, gewählt wird, wobeithat the entrance angle (Θ) for the reference beam. (7) in the prism (1) is chosen according to the formula θ 1 - β + 2 f "m, where Θ' den Einfallswinkel des Objektbündels auf die Eintrittsfläche (2) des Prismas (1), Θ 'is the angle of incidence of the object bundle on the entrance surface (2) of the prism (1), ß den Grenzwinkel für eine Totalreflexion an der Trennfläche Prisma/Luft, ß the critical angle for total reflection at the prism / air interface, ^1 den Winkel zwischen der Eintrittsfläche (2) und der Reflexionsfläche (3) des Prismas (1) und^ 1 the angle between the entrance surface (2) and the reflection surface (3) of the prism (1) and m die Höchstzahl von Mehrfachreflexionen eines Strahls einer zu konzentrierenden Strahlung innerhalb des Prismas (1) bezeichnet.m is the maximum number of multiple reflections of a beam of radiation to be concentrated within the Prism (1) called.
10. Verfahren nach Anspruch 7, bei dem ein Prisma mit einer rechteckförmigen Grundfläche verwendet wird, dadurch gekennzeichnet, daß als Objektbündel (7) eine Lichtstrahlung mit einer divergierenden Wellenfront benutzt wird, deren Quelle (P) in der Weise angeordnet wird, daß ein Abschnitt auf der Trennfläche Hologramm/Luft zwischen der Eintrittsstelle eines Strahls und dem Punkt seiner ersten Reflexion von der Trennfläche Hologramm/Luft unter einem Winkel von nicht weniger als der Winkelabweichung vom Braggwinkel im Punkt der oben genannten ersten Reflexion sichtbar ist, bei welchem die Beugungseffektivität des räumlichen Hologramms minimal ist.10. The method according to claim 7, in which a prism with a rectangular base is used, characterized in that the object bundle (7) is a light radiation with a diverging wavefront is used, the source (P) of which is arranged in such a way that a section on the Hologram / air interface between the point of entry of a ray and the point of its first reflection from the hologram / air interface at an angle not less than the angular deviation from the Bragg angle is visible at the point of the above-mentioned first reflection, at which the diffraction efficiency of the spatial hologram is minimal. 11. Verfahren nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
11. The method according to claim 7,
characterized,
daß auf die erste lichtempfindliche Schicht, mindestens noch eine lichtempfindliche Schicht aufgetragen und auf jeder der Schichten ein Interferenzbild aufgezeichnet wird, wozu von einer Lichtquelle mit einer von den Wellenlängen der zur Aufzeichnung der Interferenzbilder auf den übrigen Schichten verwendeten Lichtquellen verschiedenen Wellenlänge Gebrauch gemacht wird und die Werte der Wellenlängen für sämtliche Lichtquellen unter Berücksichtigung eines Fehlens des Effektes einer Kreuzmodulation gewählt werden.that on the first photosensitive layer, at least Another photosensitive layer is applied and an interference image is recorded on each of the layers is, including from a light source with one of the wavelengths for recording the interference images on the Other layers used light sources of different wavelengths and the values of the wavelengths chosen for all light sources taking into account the absence of the effect of cross modulation will.
12. Verfahren nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet,
12. The method according to claim 11,
characterized,
daß die Anzahl der Schichten des räumlichen Hologramms nach der Anzahl der Austrittsflächen des Konzentrators gewählt und ein Interferenzbild in jeder Schicht aufgezeichnet wird, indem das Objektbündel (7) in Richtung einer der jeweiligen Schicht entsprechenden Austrittsfläche gelenkt wird. that the number of layers of the spatial hologram according to the number of exit surfaces of the concentrator is selected and an interference image is recorded in each slice by moving the object beam (7) towards is directed to an exit surface corresponding to the respective layer.
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