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龙图腾网获悉西安电子科技大学申请的专利一种等宽度接收区域的高均匀度菲涅尔透镜设计方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN119987019B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-10-14发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202510263613.2，技术领域涉及：G02B27/00；该发明授权一种等宽度接收区域的高均匀度菲涅尔透镜设计方法是由樊冠恒;曹仕民;段宝岩;李明昊;王东旭;杜莹春;李欣童设计研发完成，并于2025-03-06向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种等宽度接收区域的高均匀度菲涅尔透镜设计方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种等宽度接收区域的高均匀度菲涅尔透镜设计方法，包括：将菲涅尔透镜的接收面分为多个宽度相等的接收区域，建立每个接受区域与菲涅尔透镜的能量方程；基于能量方程和预先设定的聚光比，确定每个接收区域对应的菲涅尔透镜的环齿数量；确定菲涅尔透镜的环齿倾角的临界值并根据环齿倾角的临界值确定菲涅尔透镜的焦距；设计透镜母线，获得每个接收区域对应的菲涅尔透镜中每个环齿的尺寸参数。本发明以接收面上的等能量密度分布为设计思路，将接收面分为若干宽度相等的接收区域从而设计菲涅尔透镜各环齿的参数，实现了能量密度高均匀度分布，解决了菲涅尔透镜聚光后接收面上能量分布不均匀的问题。

本发明授权一种等宽度接收区域的高均匀度菲涅尔透镜设计方法在权利要求书中公布了：1.一种等宽度接收区域的高均匀度菲涅尔透镜设计方法，其特征在于，包括： S1：将待设计的菲涅尔透镜的接收面分为宽度相等的多个接收区域，建立每个接受区域与菲涅尔透镜的能量方程； S2：基于所述能量方程和预先设定的聚光比，确定每个接收区域对应的菲涅尔透镜上的环齿数量； S3：确定所述菲涅尔透镜的环齿倾角的临界值并根据所述环齿倾角的临界值确定所述菲涅尔透镜的焦距； S4：获得每个接收区域对应的菲涅尔透镜上每个环齿的尺寸参数，完成所述菲涅尔透镜的母线设计； 所述S1包括： S1.1：将所述菲涅尔透镜的圆形接收面分为宽度相等的m个接收区域，每个接收区域的宽度表示为： 其中，r表示接收面的半径，di表示第i个接收区域的宽度，i=1，2，…，m； S1.2：获得每个接收区域与对应的所述菲涅尔透镜上的n个环齿的能量方程： ， 其中，光线经菲涅尔透镜上的n个环齿折射到同一接收区域上，cr为聚光比，η表示光线从菲涅尔透镜传输至接收面的损失，和分别表示第i-1个接收区域和第i个接收区域对应的菲涅尔透镜的最外侧环齿的外边缘到光轴z的距离，和表示第i-1个接收区域和第i个接收区域的最外侧到光轴z的距离； 所述S2包括： 获得光线经菲涅尔透镜的n个环齿折射到第i个接收区域上的能量： ， 其中，表示第i个接收区域对应的第j个环齿的外边缘到光轴z的距离，表示第i个接收区域对应的第j-1个环齿的外边缘到光轴z的距离；I0表示入射到菲涅尔透镜上的光线的能量密度； 获得第i个接收区域上的聚光比的表达式： ； 以所述菲涅尔透镜的最内侧端点R0到光轴z的距离最短为目标，通过所述聚光比的表达式获得每个接收区域对应的环齿数量n； 所述S3包括： S3.1：基于全反射对透镜光路的影响，确定环齿倾角的临界值： ， 其中，nf表示所述菲涅尔透镜的材料折射率，表示所述菲涅尔透镜的环齿倾角的临界值； S3.2：获得所述菲涅尔透镜的透过率的表达式； S3.3：获得所述菲涅尔透镜的环齿的最大倾角αmax： 其中，F为菲涅尔透镜的焦距，R表示菲涅尔透镜的半径，r表示接收面的半径； S3.4：根据所述透过率与所述菲涅尔透镜的出射面上的入射角的关系获得所述透过率与环齿倾角的关系，获得透过率随焦径比FR的变化关系，进而根据预先设定的所述透过率与所述菲涅尔透镜的半径R获得焦距F，其中，光线在所述出射面上的入射角等于当前环齿的倾角， 所述S4包括： S4.1：获得第一接收区域及其所对应的菲涅尔透镜上每个环齿的尺寸参数，所述尺寸参数包括每个环齿的倾角、宽度和高度； S4.2：基于所述S4.1获得尺寸参数，获得除第一接受区域以外其他接受区域及其所对应的菲涅尔透镜上每个环齿的尺寸参数； 所述S4.1包括： 获得第一接收区域与对应的菲涅尔透镜上的环齿的能量方程： ， 其中，D11、D12、…、D1n分别为第一接受区域对应的n个环齿各自的宽度，R0表示菲涅尔透镜第一接受区域左端点到光轴z的距离，表示接收面左端点到光轴z的距离，d1为第一接受区域的宽度； 令光线通过n个环齿透射后的光区域宽度与第一接收区域的宽度相等，获得第一区域对应的各环齿的宽度： 其中，表示第一接收区域对应的第j个环齿的宽度，表示第一接收区域对应的第j个环齿的倾角，α1jʹ表示第一接收区域对应的第j个环齿的折射角； 根据边缘光线理论对应的几何关系获得第一接收区域的各环齿的倾角α1j，进而得到第一接收区域的各环齿的宽度D1j和高度H1j，所述几何关系为： 其中，表示第一接收区域对应的第j个环齿的左端点到光轴z的距离，也即第一接收区域对应的第j-1个环齿的右端点到光轴z的距离，表示第一接收区域对应的第j个环齿的高度，表示第一接收区域右端点到光轴z的距离， 所述S4.2包括： S4.21：光线经第i个接收区域对应的第一个环齿的左端点折射到第i接收区域的左端点处，获得几何关系： ： 其中，表示第i个接收区域对应的第1个环齿的高度，表示第i个接收区域对应的第1个环齿的倾角，表示第i个接收区域对应的第1个环齿的折射角，表示第i个接收区域的左端点到光轴的距离，表示第i个接收区域对应的第一个环齿的左端点到光轴的距离；表示第i个接收区域对应的第一个环齿的宽度； S4.22：根据步骤S4.21中的几何关系获得第i个接收区域对应的第一环齿的倾角αi1，进而得到第一环齿的宽度Di1、高度Hi1，以及第一环齿的右端点到光轴的距离Ri1； S4.23：重复步骤S4.21和S4.22，获得第i个接收区域对应的第二个环齿至第n-1个环齿的尺寸参数； S4.24：将第i个接收区域对应的第n个环齿的母线设计为折线形式，使得第n个环齿的出射面包括第一斜面和第二斜面，获得第i个接收区域对应的第n个环齿的宽度： ， 其中，表示第i个接收区域对应的第n个环齿的第一斜面的环齿倾角，表示第一斜面的折射角，表示第二斜面对应的接收面的宽度，βin表示第i个接收区域对应的第n个环齿的第二斜面的环齿倾角，表示第二斜面的折射角，表示第一斜面对应的接收面的宽度； S4.25：获得第i个接收区域对应的第n个环齿的两个倾角及第n环齿的高度

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