寬光譜太陽模擬器的理論分析與整體設計.pdf

1、太陽光模擬系統(tǒng)的研究是隨著航空航天技術發(fā)展起來的。在飛機、衛(wèi)星、飛船等空間設備的研制過程中往往需要進行一些空間環(huán)境模擬，而模擬太陽的輻照特性是其中必不可少的一項。現(xiàn)在這項技術的應用領域已經(jīng)逐漸從外層空間擴展到地面，使得太陽模擬器作為實驗室可控的光源越來越受到人們關注。
　　 太陽模擬器主要由光源、勻光系統(tǒng)和準直系統(tǒng)組成，本文簡單介紹了各部分的設計原理、作用及設計準則，重點在于提出了一種新型的、適用范圍更廣的寬光譜太陽模擬器，并論

2、證了該系統(tǒng)的可行性。與以往此類系統(tǒng)只能模擬可見和近紅外的太陽光譜相比，本系統(tǒng)所能模擬的光譜范圍從可見延續(xù)到中遠紅外(0.4～12μm)，且結(jié)構(gòu)緊湊、工藝性較好。
　　 本系統(tǒng)采用雙光源的形式實現(xiàn)對0.4～12μm波段太陽光的模擬。其中，可見光到近紅外波段(0.4～1.4μm)采用常見的氙燈加1.5G濾光片作為光源，1.4～12μm則采用變溫黑體作為光源，兩種光源通過合束器后經(jīng)同一準直物鏡輸出。
　　 論文重點對光源特別是

3、紅外黑體光源的選擇做了詳細分析，得出最高溫度為1973K的黑體能很好的滿足要求的結(jié)論；根據(jù)需要，確定準直系統(tǒng)的類型，設計了焦距為747mm、通光口徑為150mm、離軸量為190mm的準直鏡來滿足論文要求；對氙燈和黑體各自的光路設計以及光能利用率進行了理論分析和計算；此外，本文還對整個模擬器系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)進行了優(yōu)化，最終確定了整個寬光譜太陽模擬器的光路模型；對該系統(tǒng)紅外部分與太陽光能量及光譜的匹配性問題進行了深入的研究和計算，分別得到了1～3