專利名稱：用于轉(zhuǎn)變或利用輻射壓力產(chǎn)生機(jī)械功的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請(qǐng)要求對(duì)2003年3月19日提交的美國(guó)實(shí)用新型申請(qǐng)10/393，114(現(xiàn)在待審批中)的優(yōu)先權(quán)。以上申請(qǐng)本文已被全面引用并構(gòu)成本發(fā)明的一部分。本發(fā)明總地涉及一種用于獲取電磁波中的能量并把這種能量轉(zhuǎn)變成例如機(jī)械功的功的形式的方法和設(shè)備。本發(fā)明還涉及一種用于傳輸或操控光波的方法和設(shè)備
發(fā)明內(nèi)容
在本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種利用光波的輻射壓力來產(chǎn)生機(jī)械功用的方法和設(shè)備。這種方法包括這樣的步驟設(shè)置一個(gè)用于容納光波的傳播的容納室，然后，在該容納室的一個(gè)第一位置定位一個(gè)有一第一反射表面的可運(yùn)動(dòng)的反光鏡。把光波引入容納室并使其射向反射表面。于是，光波接觸反射表面并使輻射壓力作用在其上。在本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種利用光波的輻射壓力來產(chǎn)生機(jī)械功的設(shè)備。這種設(shè)備也包括一個(gè)容納室，它被構(gòu)造成能夠容納光波在其內(nèi)沿著一預(yù)定的光波反射路徑傳播。這種設(shè)備還包括一個(gè)可選擇性地操作在一開通模式和一關(guān)閉模式的光開關(guān)(opticswitch)，其中開通模式允許光波進(jìn)入容納室，而關(guān)閉模式阻止光波跑出容納室。還有，這種設(shè)備具有一個(gè)定位在容納室的一端的反光鏡和定位在容納室的一第二端的第二反射表面。第一和第二兩個(gè)反射表面被定位成所述預(yù)定的光波路徑延伸于其間。這種設(shè)備的工作使得光波對(duì)第一反射表面的重復(fù)接觸使輻射壓力重復(fù)地作用在第一反射表面上而使可運(yùn)動(dòng)的反光鏡沿著預(yù)定的路徑運(yùn)動(dòng)。以這種方式，就產(chǎn)生了機(jī)械功。在本發(fā)明的再一個(gè)方面，提供了一種用于傳輸和/或操控光波的方法和設(shè)備。按照一種方法，把光波截獲并隨后予以增強(qiáng)。較佳的是，按照本發(fā)明，可通過一種光倍增器(light multiplier)或光波增強(qiáng)器的工作把光波分裂開。在本發(fā)明的再一個(gè)方面，提供了一種用于用一個(gè)界面和/或通過一個(gè)界面?zhèn)鬏敼獠ǖ姆椒ê驮O(shè)備。更準(zhǔn)確地說，本發(fā)明提供了一種操作，即開關(guān)在開通和關(guān)閉之間(或在透明和反射狀態(tài)或模式之間)的界面用的方法和設(shè)備。較佳的是，開關(guān)操作需要操控界面的相互作用的總指數(shù)(total index of interaction)。在較佳的模式中，這種方法包括通過壓緊來消除邊界界面。在一個(gè)較佳實(shí)施例中，本發(fā)明的設(shè)備采用至少一個(gè)棱鏡作為光開關(guān)，并且一個(gè)容納室包括一個(gè)或多個(gè)高度反射的反光鏡，它們能夠反射光波而使其在容納室里傳播。在一個(gè)工作模式，這些反光鏡承受輻射壓力并反射光波，從而把容納室里的某些光能轉(zhuǎn)變成機(jī)械能和/或機(jī)械功。在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明的方法包括把至少兩個(gè)棱鏡定位成互相貼近，并通過把兩個(gè)貼近的表面或壁面壓緊來減小或消除兩者之間的反射性光學(xué)界面，從而允許光輻射能像沒有界面一樣穿過去。在本發(fā)明的另一方面，提供了一種利用光波的輻射壓力產(chǎn)生機(jī)械功的方法。這種方法包括設(shè)置一個(gè)用于容納光波的傳播的一容納室的初始步驟以及在該容納室的一第一個(gè)位置定位一個(gè)有一第一反射表面的可運(yùn)動(dòng)的反光鏡。然后，在容納室里的一第二個(gè)位置定位第二個(gè)可運(yùn)動(dòng)的反射表面，并把第一和第二反射表面的位置和取向確定為能夠至少部分地限定一個(gè)預(yù)定的光波反射路徑。這種方法還包括把光波引入容納室的步驟。這一引入步驟包括使被引入的光波射向所述兩個(gè)反射表面之一，從而使光波在第一和第二兩個(gè)反射表面之間沿著一預(yù)定的路徑傳播許多個(gè)循環(huán)。按照這種方法，光波接觸第一反射表面并使輻射壓力作用在第一反射表面上，然后被這一初始反射表面以一個(gè)大致的直角反射出去。
較佳的是，這種方法還包括對(duì)另一個(gè)光波重復(fù)地進(jìn)行引入步驟，從而，光波對(duì)第一反射表面的重復(fù)接觸致使輻射壓力推動(dòng)第一反射表面沿著一個(gè)預(yù)定的路徑運(yùn)動(dòng)。更佳的是，定位步驟還包括把一第二可運(yùn)動(dòng)反光鏡定位在容納室里，該第二反光鏡具有所述第二反射表面，以及，給被引入的光波定向的步驟致使光波重復(fù)地接觸第二反射表面并使輻射壓力重復(fù)地作用在第二反射表面上，借以實(shí)現(xiàn)第二反射表面沿著第二個(gè)預(yù)定的路徑運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生機(jī)械功。最佳的是，這種方法還包括設(shè)置一個(gè)棱鏡并把該棱鏡定位成使它的體積構(gòu)成容納室的一部分以及它的至少一個(gè)表面形成容納室的一個(gè)邊界。這樣，引入步驟包括把光波穿過所述一個(gè)表面射入該棱鏡。在一個(gè)實(shí)施例中，在把光波引入容納室之前把光波或光束射向一個(gè)第一或第一級(jí)棱鏡。在第一級(jí)棱鏡內(nèi)部，光束被多次分裂(最好是通過操作一光倍增器)并且改變自身的方向(這將壓縮光束長(zhǎng)度)。以這種方式，使被引入容納室的光波的強(qiáng)度較佳地增大到一個(gè)預(yù)定的量級(jí)。熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的人，從下面各較佳實(shí)施例和附圖的詳細(xì)說明中，可以明顯地看出本發(fā)明的這些和其它特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)。


圖I是一個(gè)諸如光子發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)備的簡(jiǎn)化示意圖，這一設(shè)備用于按照本發(fā)明利用光波的輻射壓力來產(chǎn)生機(jī)械功；圖IA是按照本發(fā)明的一壓緊邊界界面(compression boundary interface)在關(guān)閉模式的一種詳細(xì)表不;圖IB是按照本發(fā)明的該壓緊邊界界面在開通模式的一種詳細(xì)表示；圖2是適用于本發(fā)明的設(shè)備的一個(gè)活塞組件的一個(gè)實(shí)施例的簡(jiǎn)化示意圖；圖3是按照本發(fā)明的一個(gè)光子發(fā)動(dòng)機(jī)(photon engine)的一個(gè)替代實(shí)施例的簡(jiǎn)化示意圖；圖4A和4B是按照本發(fā)明可配用于光子發(fā)動(dòng)機(jī)的兩個(gè)棱鏡的示意圖；圖5是本發(fā)明的設(shè)備的再一個(gè)實(shí)施例的簡(jiǎn)化示意圖；圖6A是表示本發(fā)明的一個(gè)替代設(shè)備和操作這種設(shè)備的方法的簡(jiǎn)化平面示意圖；圖6B是圖6A的設(shè)備的側(cè)視圖；圖7A是表示本發(fā)明的光子發(fā)動(dòng)機(jī)的一種替代的第一級(jí)棱鏡和第二級(jí)棱鏡的簡(jiǎn)化示意圖；圖7B是圖7A中所示的本發(fā)明的光擴(kuò)展器(light expander) /光收縮器(lightcontractor)的詳細(xì)剖面圖；圖7C是圖7A中所示的本發(fā)明的光擴(kuò)展器/收縮器的平面圖；圖7D是表示本發(fā)明的光擴(kuò)展器/收縮器的工作的示意圖；圖7E是本發(fā)明的第一級(jí)棱鏡的光擴(kuò)展器的工作的一種簡(jiǎn)化的表示；圖7F是本發(fā)明的第一級(jí)棱鏡的光收縮器的工作的一種簡(jiǎn)化的表示；圖7G是本發(fā)明的第一級(jí)棱鏡和第二級(jí)棱鏡的工作的一種簡(jiǎn)化的表示；以及圖7H是由本發(fā)明的光擴(kuò)展器/收縮器的工作產(chǎn)生的光束輻射形態(tài)(pattern)的 截面圖。
具體實(shí)施例方式圖1-7表示出本發(fā)明的設(shè)備和/或方法。這些圖體現(xiàn)了本發(fā)明的各個(gè)方面。本發(fā)明總地涉及利用光波所固有的或可從光波獲得的輻射壓力來產(chǎn)生功，例如機(jī)械功。這種輻射壓力源是由光源提供的，或者更準(zhǔn)確地說，是由從一個(gè)光源射入本發(fā)明的設(shè)備里的電磁波或在本發(fā)明的設(shè)備里傳播的電磁波來提供的。本發(fā)明還總地涉及用于傳輸或操控這樣的光波的方法和設(shè)備。本發(fā)明的光子發(fā)動(dòng)機(jī)的工作需要采用本發(fā)明的這一方面。一般地說，是把電磁波通過至少一個(gè)可工作的棱鏡射進(jìn)一個(gè)容納室，其中棱鏡以開關(guān)方式工作。在一個(gè)較佳實(shí)施例中，用一個(gè)第一級(jí)棱鏡和一個(gè)第二級(jí)棱鏡，它們一起工作而形成一個(gè)光開關(guān)注入閥門(light switch injection valve),這個(gè)閥門或者把進(jìn)入第一棱鏡的光反射回去或者允許光通過而進(jìn)入容納室。這種光開關(guān)的工作(下文將參照?qǐng)D1-7討論)是基于一種光學(xué)現(xiàn)象，在這種現(xiàn)象中，兩個(gè)單獨(dú)的介質(zhì)(也就是棱鏡)可被沿著一個(gè)界面壓緊而成為像一個(gè)介質(zhì)一樣起作用的組合介質(zhì)。首先，以一個(gè)預(yù)定的角度把光引入第一級(jí)棱鏡。在光開關(guān)處于關(guān)閉或非工作狀態(tài)的情況下，光將被第一級(jí)棱鏡的背面或后壁反射出去。為了開通光開關(guān)而使其處于工作狀態(tài)，可通過一個(gè)外部驅(qū)動(dòng)裝置的工作把第一級(jí)棱鏡和第二級(jí)棱鏡，即第一和第二兩個(gè)單獨(dú)的介質(zhì)互相壓緊到一起(更具體地說，是把第二級(jí)棱鏡壓靠于或壓向第一級(jí)棱鏡)。在這樣做時(shí)，兩個(gè)棱鏡之間的邊界也就是公共面消失了，因而兩個(gè)介質(zhì)就像一個(gè)介質(zhì)一樣起作用。典型地，這種邊界是由具有不同于棱鏡材料的折射率的一空氣隙或真空(在關(guān)閉模式)形成或產(chǎn)生的。所以，射入第一棱鏡的光可通過第一棱鏡和第二棱鏡的邊界、再通過第二棱鏡而進(jìn)入容納室。更為有利的是，以一個(gè)預(yù)定的角度把光射入第一級(jí)棱鏡，使光以一個(gè)垂直于安裝在容納室里的一反光鏡的角度進(jìn)入容納室并在其內(nèi)傳播。在把光容納在容納室里的情況下，把光開關(guān)關(guān)閉。這樣，在容納室里的光波或光被維持成列為光柱形式(columniation)并繼續(xù)在其內(nèi)傳播。更精確地說，被容納起來的光以一個(gè)直角反射出第一反光鏡，然后以大約45°或其它預(yù)定的角度撞到第二級(jí)棱鏡的一個(gè)表面上，并且隨后也是以一個(gè)直角反射出第二個(gè)反光鏡。這三次反射構(gòu)成一整個(gè)循環(huán)，這個(gè)循環(huán)會(huì)在一個(gè)已知的預(yù)定時(shí)間框架(time frame)內(nèi)重復(fù)進(jìn)行。在開通模式和關(guān)閉模式之間，這個(gè)時(shí)間框架還較佳地對(duì)應(yīng)于光開關(guān)的工作頻率的1/2。在每一循環(huán)過程中，光以一個(gè)高速率在三個(gè)反射表面之間循環(huán)，把輻射壓力傳遞給或傳遞過兩個(gè)反光鏡表面，從而把光波的能量轉(zhuǎn)變成或轉(zhuǎn)化成機(jī)械功，也就是反光鏡的運(yùn)動(dòng)。在各較佳實(shí)施例中，反光鏡是可工作地連接于一個(gè)活塞并且是裝在一個(gè)氣缸組件里(氣缸最好是不吸收光)，而像一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)那樣工作。為便于本發(fā)明的說明，首先簡(jiǎn)明地解釋某些概念。作為本發(fā)明的方法的利用對(duì)象的光波是電磁波。電磁波輸送線性的動(dòng)量，使得可以通過把光照射在一個(gè)表面上來對(duì)該表面施加機(jī)械壓力。應(yīng)該理解對(duì)各個(gè)單個(gè)光子來說，這種壓力是很小的。然而，只要光子的數(shù)量足夠多，就可獲得有實(shí)際意義的機(jī)械壓力。麥克斯韋電磁定律指明，一個(gè)被完全吸收的平行光束所產(chǎn)生的動(dòng)量可表不為能量
Up=—
C如果光束被全反射，則以直角入射并反射所產(chǎn)生的動(dòng)量是被完全吸收的數(shù)值的兩倍。
2Up =——
C這些例子代表動(dòng)量傳遞的范圍的兩端。在一端是完全非彈性的情況，即光束被完全吸收，在這種情況中，光粒子粘著在一起，并且大多數(shù)動(dòng)能典型地?fù)p失于能量的另一種形式，諸如熱能或變形。在另一端光束被全反射，表現(xiàn)為一種完全彈性的碰撞，在這種情況中動(dòng)能被保存著。參照?qǐng)D2，以下幾個(gè)段落給出用本發(fā)明的設(shè)備和方法也就是一個(gè)光子發(fā)動(dòng)機(jī)能夠產(chǎn)生的功率的計(jì)算。這些計(jì)算可分為四個(gè)部分力(F)、時(shí)間(T)、功(W)以及功率(P)。以下詳細(xì)說明一單個(gè)反光鏡的力的計(jì)算，其面積為Am，進(jìn)入容納室的初始輻射壓力為P1，直到在z次反彈(bounce)之后輻射壓力變?yōu)镺。F0_z = pA+pA+p人+ +PzAm每一次福射壓力反彈(radiation pressure bounce)前后之間的關(guān)系可表示為表面反射率P的函數(shù)。P2 = P P1, P3 = P P2, P4 = P P3, , Pz = P Pz-I把這種輻射壓力關(guān)系插入所有表面反彈之間，得到以下關(guān)系式F0_z,總=P1Am+ e P1Am+ e 2P1A111+- + e zPA1
Fo-z.,s =^en PlAm
n 0對(duì)于一單個(gè)反光鏡，應(yīng)該把每個(gè)第四次反彈添加于這種力計(jì)算F。—z，單個(gè)平面鏡=P1Am+ P 4P1Am+ P 8P1Am+. + P 4z74P1Am或
z/4
Po-r單個(gè)平面鏡 =Ep4m PlAnn 0這個(gè)力的時(shí)間或持續(xù)時(shí)間可通過把光走過的距離除以光的速度來得到，SP
權(quán)利要求
1.一種由光束產(chǎn)生較高功率輸出的方法，所述方法包括 提供第一級(jí)棱鏡，所述第一級(jí)棱鏡包括具有第一折射率的第一透明光學(xué)介質(zhì)，所述第一級(jí)棱鏡包括多個(gè)內(nèi)表面； 通過將初始光束引導(dǎo)到與所述第一級(jí)棱鏡相連通的光擴(kuò)展器/收縮器裝置的給定的面中來產(chǎn)生經(jīng)處理的光束，所述光擴(kuò)展器/收縮器裝置擴(kuò)展從一個(gè)方向進(jìn)入第一級(jí)棱鏡的光束，并收縮從另一個(gè)方向進(jìn)入第一級(jí)棱鏡的光束，以生成射出光束； 將來自所述第一級(jí)棱鏡的一個(gè)內(nèi)表面的所述射出光束反射到所述第一級(jí)棱鏡的下一個(gè)內(nèi)表面上，直到射出光束與所述初始光束相同的方向相平行但在不同的面處再次進(jìn)入光擴(kuò)展器/收縮器裝置，由此在第一級(jí)棱鏡中反復(fù)地旋轉(zhuǎn)射出光束并產(chǎn)生經(jīng)處理的光束，該經(jīng)處理的光束具有比初始光束要高的功率輸出； 選擇性地操作光學(xué)開關(guān)，控制經(jīng)處理的光束在第一級(jí)棱鏡和容納室之間的傳輸；以及 在所述容納室內(nèi)容納經(jīng)處理的光束并沿預(yù)定的反射光路反復(fù)地傳播所述經(jīng)處理的光束，所述預(yù)定的反射光路包括一個(gè)或多個(gè)反射面；以及 將所述較高的功率輸出傳輸給與所述一個(gè)或多個(gè)反射表面相連通的能量系統(tǒng)。
2.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，選擇性地操作光學(xué)開關(guān)包括將所述光學(xué)開關(guān)從開通模式改變到關(guān)閉模式。
3.如權(quán)利要求I或2所述的方法，其特征在于，選擇性地操作光學(xué)開關(guān)包括將所述光學(xué)開關(guān)從關(guān)閉模式改變到開通模式。
4.如權(quán)利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，包括提供第二級(jí)棱鏡，所述第二級(jí)棱鏡包括具有第二反射率的第二透明光學(xué)介質(zhì)，所述光學(xué)開關(guān)包括所述第一級(jí)棱鏡的第一級(jí)背面，所述第一級(jí)棱鏡的所述第一級(jí)背面與所述第二級(jí)棱鏡的第二級(jí)背面相對(duì)。
5.如權(quán)利要求1-3或4所述的方法，其特征在于，選擇性地操作光學(xué)開關(guān)包括相對(duì)于所述第一級(jí)棱鏡的所述第一級(jí)背面壓緊所述第二級(jí)棱鏡的所述第二級(jí)背面，以在它們之間形成透明的界面。
6.如權(quán)利要求1-4或5所述的方法，其特征在于，選擇性地操作光學(xué)開關(guān)包括釋放相對(duì)于所述第一級(jí)棱鏡的所述第一級(jí)背面對(duì)所述第二級(jí)棱鏡的所述第二級(jí)背面的壓緊。
7.如權(quán)利要求1-5或6所述的方法，其特征在于，還包括將所述經(jīng)處理的光束經(jīng)所述透明的界面而傳輸，由此將所述經(jīng)處理的光束分成多個(gè)經(jīng)處理的光束，所述多個(gè)經(jīng)處理的光束具有比所述經(jīng)處理的光束高的功率輸出。
8.如權(quán)利要求4-6或7所述的方法，其特征在于，所述預(yù)定的反射光路從所述第二級(jí)背面經(jīng)所述第二級(jí)棱鏡的初始側(cè)面延伸到在所述第二級(jí)棱鏡的外部的初始對(duì)應(yīng)反射面，經(jīng)所述第二級(jí)棱鏡的所述初始側(cè)面返回到所述第二級(jí)背面，經(jīng)所述第二級(jí)棱鏡的后續(xù)側(cè)面到在所述第二級(jí)棱鏡的外部的后續(xù)對(duì)應(yīng)反射面，經(jīng)所述后續(xù)側(cè)面返回到所述第二級(jí)背面，所述后續(xù)側(cè)面選自所述初始側(cè)面和不同的側(cè)面所組成的組。
9.如權(quán)利要求6-7或8所述的方法，其特征在于，釋放相對(duì)于所述第一級(jí)棱鏡的所述第一級(jí)背面對(duì)所述第二級(jí)背面的壓緊使所述多個(gè)經(jīng)處理的光束從所述容納室的傳輸最小化。
10.如權(quán)利要求1-8或9所述的方法，其特征在于， 倒轉(zhuǎn)最大地?cái)U(kuò)展的光束的方向，所述光擴(kuò)展器/收縮器裝置自身對(duì)光束擴(kuò)展、反射、收縮以及轉(zhuǎn)向，并產(chǎn)生經(jīng)完全處理的光束；以及選擇性地操作光學(xué)開關(guān)以在第一級(jí)棱鏡和容納室之間傳輸經(jīng)處理的光束，由此生成多個(gè)經(jīng)完全處理的光束，所述多個(gè)經(jīng)完全處理的光束包括比所述經(jīng)完全處理的光束要高的功率輸出； 在容納室中容納經(jīng)完全處理的光束并沿預(yù)定的反射光路反復(fù)傳播所述多個(gè)經(jīng)完全處理的光束，產(chǎn)生增強(qiáng)的功率輸出； 將增強(qiáng)的功率輸出傳輸給能量系統(tǒng)。
11.如權(quán)利要求1-9或10所述的方法，其特征在于， 使用一個(gè)或多個(gè)聚光鏡收集并聚集光，以產(chǎn)生聚集的光； 將所述聚集的光傳輸給所述第一級(jí)棱鏡； 將所述聚集的光引導(dǎo)到與所述第一級(jí)棱鏡相連通的所述光擴(kuò)展器/收縮器裝置中，產(chǎn)生經(jīng)處理的聚集光束； 選擇性地操作所述光學(xué)開關(guān)以在所述第一級(jí)棱鏡和所述容納室之間傳輸所述經(jīng)處理的聚集光束； 在所述容納室中容納所述經(jīng)處理的聚集光束并沿所述預(yù)定的反射光路反復(fù)傳播所述經(jīng)處理的聚集光束。
12.如權(quán)利要求1-10或11所述的方法，其特征在于， 將附加的光束引導(dǎo)到所述光擴(kuò)展器/收縮器裝置中，由此由自身對(duì)所述附加的光束進(jìn)行擴(kuò)展、反射、收縮以及轉(zhuǎn)向，產(chǎn)生附加的經(jīng)處理光束； 選擇性地操作所述光學(xué)開關(guān)，以在所述第一級(jí)棱鏡和所述容納室之間傳輸所述附加的經(jīng)處理光束；以及 在所述容納室中容納所述附加的經(jīng)處理光束并沿所述預(yù)定的反射光路反復(fù)傳播所述附加的經(jīng)處理光束，從而反復(fù)地向能量系統(tǒng)傳輸進(jìn)一步增強(qiáng)的功率輸出。
13.如權(quán)利要求1-11或12所述的方法，其特征在于，所述能量系統(tǒng)是能量?jī)?chǔ)存裝置。
14.如權(quán)利要求1-12或13所述的方法，其特征在于，所述能量系統(tǒng)產(chǎn)生機(jī)械功。
15.如權(quán)利要求1-13或14所述的方法，其特征在于，所述能量系統(tǒng)是曲柄軸組件，而傳輸給所述能量系統(tǒng)的功率輸出使所述曲柄軸組件往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
16.如權(quán)利要求1-14或15所述的方法，其特征在于，所述能量系統(tǒng)是彈簧裝置。
17.如權(quán)利要求1-15或16所述的方法，其特征在于，還包括在包括有多個(gè)容納室的多個(gè)氣缸中基本上同時(shí)地進(jìn)行所述方法。
18.—種光子發(fā)動(dòng)機(jī),包括 第一級(jí)棱鏡，所述第一級(jí)棱鏡與一個(gè)或多個(gè)光束進(jìn)口相連通，并包括多個(gè)內(nèi)表面，所述多個(gè)內(nèi)表面包括第一級(jí)背面，所述第一級(jí)棱鏡包括具有第一折射率的拋光晶體石英； 光擴(kuò)展器/收縮器裝置，所述光擴(kuò)展器/收縮器裝置與所述一個(gè)或多個(gè)光束進(jìn)口相連通，所述光擴(kuò)展器/收縮器裝置包括適于通過擴(kuò)展從一個(gè)方向進(jìn)入的光束的直徑以及收縮從一個(gè)相反方向進(jìn)入的光束的直徑來生成經(jīng)處理的光束的面； 光學(xué)開關(guān)，所述光學(xué)開關(guān)與所述第一級(jí)棱鏡和容納室相連通，所述容納室包括預(yù)定的反射光路，所述反射光路包括與能量系統(tǒng)相連通的一個(gè)或多個(gè)反射面。
19.如權(quán)利要求18所述的光子發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述光學(xué)開關(guān)可操作地與壓電致動(dòng)器相連，所述壓電致動(dòng)器適于選擇性地在開通模式和關(guān)閉模式之間操作所述光學(xué)開關(guān)。
20.如權(quán)利要求18或19所述的光子發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述容納室限定預(yù)定的反射光路，所述預(yù)定的反射光路包括所述一個(gè)或多個(gè)反射面。
21.如權(quán)利要求18-19或20所述的光子發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述光學(xué)開關(guān)適于將所述經(jīng)處理的光束多次分離，以產(chǎn)生多個(gè)經(jīng)處理的光束，所述多個(gè)經(jīng)處理的光束包括比所述經(jīng)處理的光束高的功率輸出。
22.如權(quán)利要求18-20或21所述的光子發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于， 所述容納室包括第二級(jí)棱鏡，所述第二級(jí)棱鏡包括具有第二折射率的第二透明光學(xué)介質(zhì)，所述第二級(jí)棱鏡包括第二級(jí)背面以及一個(gè)或多個(gè)側(cè)面；以及 所述壓電致動(dòng)器適于相對(duì)于所述第一級(jí)棱鏡的所述第一級(jí)背面壓緊所述第二級(jí)棱鏡的所述第二級(jí)背面或者釋放壓緊。
23.如權(quán)利要求18-21或22所述的光子發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述預(yù)定的反射光路從所述第二級(jí)棱鏡的所述第二級(jí)背面經(jīng)所述第二級(jí)棱鏡的初始側(cè)面延伸到在所述第二級(jí)棱鏡的外部的初始對(duì)應(yīng)反射面，經(jīng)所述初始側(cè)面返回到所述第二級(jí)背面，經(jīng)所述第二級(jí)棱鏡的后續(xù)側(cè)面到在所述第二級(jí)棱鏡的外部的后續(xù)對(duì)應(yīng)反射面，經(jīng)所述后續(xù)側(cè)面返回到所述第二級(jí)背面，所述后續(xù)側(cè)面選自所述初始側(cè)面和不同的側(cè)面所組成的組。
24.如權(quán)利要求18-22或23所述的光子發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述光擴(kuò)展器/收縮器裝置還適于倒轉(zhuǎn)最大地?cái)U(kuò)展的光束的方向。
25.如權(quán)利要求18-23或24所述的光子發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述能量系統(tǒng)是能量?jī)?chǔ)存 裝直。
26.如權(quán)利要求18-24或25所述的光子發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述光擴(kuò)展器/收縮器裝置是有多個(gè)面的石英塊。
27.如權(quán)利要求26所述的光子發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述有多個(gè)面的石英塊包括圓錐形表面，所述圓錐形表面包括一個(gè)中心面和延伸到一個(gè)外部同心面的若干同心面。
28.如權(quán)利要求27所述的光子發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，還包括與所述外部同心面相鄰的外部同心反光鏡，所述外部同心反光鏡適于倒轉(zhuǎn)最大地?cái)U(kuò)展的光束的方向。
29.如權(quán)利要求18-27或28所述的光子發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于， 所述容納室包括 所述初始側(cè)面和初始對(duì)應(yīng)反射面； 不同的側(cè)面和不同的對(duì)應(yīng)反射面； 以及 所述預(yù)定的反射光路反復(fù)地從所述第二級(jí)背面經(jīng)所述初始側(cè)面延伸到所述初始對(duì)應(yīng)反射面，經(jīng)所述初始側(cè)面反悔到所述第二級(jí)背面，經(jīng)所述不同的側(cè)面到在所述第二級(jí)棱鏡外部的所述不同的對(duì)應(yīng)反射面；近所述不同的側(cè)面返回到所述第二級(jí)背面。
30.如權(quán)利要求23-28或29所述的光子發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述預(yù)定的反射光路與所述初始側(cè)面大致成直角地延伸，并延伸到所述后續(xù)的側(cè)面。
31.如權(quán)利要求18-29或30所述的光子發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于， 所述第一級(jí)棱鏡與包括一個(gè)或多個(gè)反射面的一個(gè)或多個(gè)聚光鏡相連通，所述一個(gè)或多個(gè)反射面適于收集和聚集光并將所聚集的光傳輸給所述第一級(jí)棱鏡；以及 所述容納室適于容納沿所述預(yù)定的反射光路對(duì)所述經(jīng)處理的聚集光束進(jìn)行的傳播。
32.如權(quán)利要求18-30或31所述的光子發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于， 所述光學(xué)開關(guān)適于將所聚集的光分離多次，產(chǎn)生多個(gè)經(jīng)處理的聚集光束，所述多個(gè)經(jīng)處理的聚集光束包括比所聚集的光要高的功率輸出；以及 所述容納室適于容納沿所述預(yù)定的反射光路對(duì)所述多個(gè)經(jīng)處理的聚集光束進(jìn)行的傳播。
33.如權(quán)利要求18-31或32所述的光子發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述能量系統(tǒng)是能量?jī)?chǔ)存裝置。
34.如權(quán)利要求18-32或33所述的光子發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述能量系統(tǒng)是活塞和曲 柄軸組件。
35.如權(quán)利要求18-33或34所述的光子發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述能量系統(tǒng)是彈簧裝置。
36.如權(quán)利要求22-34或35所述的光子發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于， 所述第一折射率大于I. 45 ;以及 所述第二折射率大于1.45。
37.如權(quán)利要求18-35或36所述的光子發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，包括多個(gè)氣缸。
全文摘要
一種利用光波的輻射壓力產(chǎn)生機(jī)械功的方法。首先，設(shè)置一個(gè)用于容納光波在其內(nèi)傳播的容納室(102)。然后在所述容納室里定位一個(gè)具有一反射表面(112)的可運(yùn)動(dòng)的反光鏡(112)。然后，把光波引入所述容納室，并使被引入的光波射向所述反射表面。再使光波接觸所述反射表面并使輻射壓力作用在其上。這種方法還能夠傳輸或操控光波。用這種方法可獲取光波并隨后將其增強(qiáng)。例如可在把光波引入容納室之前通過操作一個(gè)光倍增器或光波增強(qiáng)器來分裂光波。
文檔編號(hào)F03G7/00GK102736245SQ20121012041
公開日2012年10月17日 申請(qǐng)日期2004年3月19日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月19日
發(fā)明者J·M·克雷 申請(qǐng)人:空間設(shè)計(jì)股份有限公司