寬光譜太陽模擬器的理論分析與整體設(shè)計(jì).pdf

1、太陽光模擬系統(tǒng)的研究是隨著航空航天技術(shù)發(fā)展起來的。在飛機(jī)、衛(wèi)星、飛船等空間設(shè)備的研制過程中往往需要進(jìn)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(xiàng)。現(xiàn)在這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域已經(jīng)逐漸從外層空間擴(kuò)展到地面，使得太陽模擬器作為實(shí)驗(yàn)室可控的光源越來越受到人們關(guān)注。
　　 太陽模擬器主要由光源、勻光系統(tǒng)和準(zhǔn)直系統(tǒng)組成，本文簡單介紹了各部分的設(shè)計(jì)原理、作用及設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，重點(diǎn)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(yuǎn)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(shí)現(xiàn)對(duì)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(zhǔn)直物鏡輸出。
　　 論文重點(diǎn)對(duì)光源特別是

3、紅外黑體光源的選擇做了詳細(xì)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(zhǔn)直系統(tǒng)的類型，設(shè)計(jì)了焦距為747mm、通光口徑為150mm、離軸量為190mm的準(zhǔn)直鏡來滿足論文要求；對(duì)氙燈和黑體各自的光路設(shè)計(jì)以及光能利用率進(jìn)行了理論分析和計(jì)算；此外，本文還對(duì)整個(gè)模擬器系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化，最終確定了整個(gè)寬光譜太陽模擬器的光路模型；對(duì)該系統(tǒng)紅外部分與太陽光能量及光譜的匹配性問題進(jìn)行了深入的研究和計(jì)算，分別得到了1～3