Characterization of volume holographic optical elements recorded in Bayfol HX photopolymer for solar photovoltaic applications

Volume Holographic Optical Elements (HOEs) present interesting characteristics for photovoltaic applications as they can select spectrum for concentrating the target bandwidth and avoiding non-desired wavelengths, which can cause the decrease of the performance on the cell, for instance by overheating it. Volume HOEs have been recorded on Bayfol HX photopolymer to test the suitability of this material for solar concentrating photovoltaic systems. The HOEs were recorded at 532 nm and provided a dynamic range, reaching close to 100% efficiency at 800 nm. The diffracted spectrum had a FWHM of 230 nm when illuminating at Bragg angle. These characteristics prove HOEs recorded on Bayfol HX photopolymer are suitable for concentrating solar light onto photovoltaic cells sensitive to that wavelength range

Wide-field direct ocular straylight meter

The impact of the intraocular straylight (IOS) on the visual performance and retinal imaging is still a challenging topic. Direct optical methods to measure IOS avoid psychophysical approaches and interaction with the patient. In this work, we developed an optical instrument providing direct imaging measurement of IOS based on the double-pass technology. The system was tested in an artificial eye IOS model constructed with holographic diffusers and validated with theoretical simulations

Energy simulation of a holographic PVT concentrating system for building integration applications

A building integrated holographic concentrating photovoltaic-thermal system has been optically and energetically simulated. The system has been designed to be superimposed into a solar shading louvre; in this way the concentrating unit takes profit of the solar altitude tracking, which the shading blinds already have, to increase system performance. A dynamic energy simulation has been conducted in two different locations—Sde Boker (Israel) and Avignon (France)—both with adequate annual irradiances for solar applications, but with different weather and energy demand characteristics. The simulation engine utilized has been TRNSYS, coupled with MATLAB (where the ray-tracing algorithm to simulate the holographic optical performance has been implemented). The concentrator achieves annual mean optical efficiencies of 30.3% for Sde Boker and 43.0% for the case of Avignon. Regarding the energy production, in both locations the thermal energy produced meets almost 100% of the domestic hot water demand as this has been considered a priority in the system control. On the other hand, the space heating demands are covered by a percentage ranging from 15% (Avignon) to 20% (Sde Boker). Finally, the electricity produced in both places covers 7.4% of the electrical demand profile for Sde Boker and 9.1% for Avignon

Caracterización refractiva de lentes de contacto progresivas

En este trabajo se ha calibrado un banco optico para la medida del frente de onda en lentes de contacto. Se ha medido el frente de onda a la salida de diferentes diseños de lentes de contacto multifocales y se ha simulado la calidad de imagen que se obtiene con cada una.<br /

Diseño de lentes como ayuda para baja visión en visión excéntrica con trazado real de rayos

El propósito del siguiente trabajo es, como su título indica, diseñar lentes como ayuda para baja visión en visión excéntrica con trazado real de rayos. Las simulaciones las hemos llevado a cabo mediante el programa de trazado real de rayos OSLO, ya que nos permite estudiar gran variedad de parámetros ópticos en distintas situaciones, además el modelo de ojo utilizado en todos los casos es el de Navarro. Las lentes que hemos usado son hiperoculares de diferentes potencias, en concreto de +12, +16, +20 y +24D, y las excentricidades simuladas son de 5º, 10º, 15º y 20º. Posteriormente hemos rediseñado estos hiperoculares para que, convirtiéndolos en lentes astigmáticas, nos corrijan la refracción de lejos. A partir de aquí lo que hacemos es estudiar una serie de parámetros con ambos tipos de hiperoculares, y ver si realmente es beneficioso el hecho de incorporar esa corrección. Los parámetros que hemos estudiado son: campo en función de las aberraciones, campos de iluminación media y límite, curva MTF y curva AIM. Todas ellas las hemos comparado con las diferentes potencias y excentricidades. Tras esto llegamos al análisis y conclusión de resultados, de donde mayoritariamente resaltamos que a mayor grado de excentricidad en un ojo, mayor será la cantidad de esfera y astigmatismo. También concluimos en que a mayor grado de fijación excéntrica, y sobre todo a mayor potencia en el hiperocular, menor será el campo en que un paciente podrá diferenciar los objetos. En referencia a la MTF la potencia no tiene mayor relevancia, no así la excentricidad que hace disminuir la transmisión de contraste a medida que aumenta. Por últimos comentar que el hecho de que los hiperoculares incorporasen o no la corrección no nos deja unos resultados como para sacar conclusiones válidas

Lentes positivas de alta potencia como ayuda para baja visión en visión excéntrica

En este trabajo se estudia la utilización de hiperoculares como ayudas de baja visión para visión cercana y visión excéntrica con ayuda de un sofwere de trazado de rayos. Primeramente se simulan ojos con diferentes ametropías esféricas en eje a partir de un modelo de ojo determinado (modelo de Navarro) y se evalúa la variación de la refracción en función de la excéntricidad, posteriormente, para dos fijaciones excéntricas, se diseñan un conjunto de hiperoculares para su uso en visión cercana y se estudia el aumento y el campo proporcionado por estas ayudas para un objetivo fijado, lectura de periódico. Por último, se estudia el error esferocilíndrico que presentan estos diseños en función del centrado que se elija al ser montadas en gafa, con el objetivo de valorar si el centrado convencional es apto para estas ayudas en visión excéntrica

Simulación y Medida de la Función Visual con Lentes de Contacto Multifocales

En este trabajo se evalúa la calidad visual con dos diseños de lentes de contacto multifocales de visión simultánea, las Dailies AquaComfort Plus de Alcon con diseño asférico y las lentes de contacto multifocales Proclear de CooperVision con diseño de anillos concéntricos.La evaluación de calidad visual se lleva a cabo mediante la evaluación en gabinete de la agudeza visual, sobrerrefracción y curvas de desenfoque con las lentes de contacto multifocales. Además, se realiza el cálculo de sobrerrefracción y curvas de desenfoque mediante simulación de imágenes retinianas a partir de aberrometría con el simulador de refracción virtual desarrollado en la Universidad de Zaragoza. Por último, se comparan los resultados simulados con los obtenidos en gabinete. <br /

Full modeling and experimental validation of cylindrical holographic lenses recorded in Bayfol HX photopolymer and partly operating in the transition regime for solar concentration

Concentrating photovoltaics for building integration can be successfully carried out with Holographic Optical Elements (HOEs) because of their behavior analogous to refractive optical elements and their tuning ability to the spectral range that the photovoltaic (PV) cell is sensitive to. That way, concentration of spectral ranges that would cause overheating of the cell is avoided. Volume HOEs are usually chosen because they provide high efficiencies. However, their chromatic selectivity is also very high, and only a small part of the desired spectral range reaches the PV cell. A novel approach is theoretically and experimentally explored to overcome this problem: the use of HOEs operating in the transition regime, which yield lower chromatic selectivity while keeping rather high efficiencies. A model that considers the recording material’s response, by determining the index modulation reached for each spatial frequency and exposure dosage, has been developed. It has been validated with experimental measurements of three cylindrical holographic lenses with different spatial frequency ranges recorded in Bayfol HX photopolymer. Simulations of systems comprising two lenses and a mono-c Si PV cell are carried out with the standard AM 1.5D solar spectrum. Promising results are obtained when using the system with lower spatial frequencies lenses: a total current intensity equal to 3.72 times the one that would be reached without the concentrator.Generalitat de Catalunya (2017FI_B2_00127); Ministerio de Economía y Competitividad of Spain (ENE2013-48325-R, ENE2016-81040-R); Diputación General de Aragón - Fondo Social Europeo (TOL research group, T76); Universidad de Zaragoza (UZ2017-CIE-02)