[實用新型]大光斑直徑高均勻度發散式太陽模擬器光學系統

有效

• 申請號: 201520509360.4
• 申請日: 2015-07-15
• 公開（公告）號: CN204829505U
• 公開（公告）日: 2015-12-02
• 發明（設計）人: 劉石;孫高飛;張國玉;蘇拾;王凌云;鄭茹;陳啟夢;王浩君;何洋
• 申請（專利權）人: 長春理工大學
• 主分類號: F21S8/00
• 分類號: F21S8/00;F21V13/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及航天器地面標定技術，尤其涉及一種大光斑直徑高均勻度發散式太陽模擬器光學系統。

背景技術

太陽模擬器作為測試太陽光電池光伏輸出特性的地面設備，能夠模擬太陽的輻照特性，包括輻照度、光譜匹配度、光斑直徑、光斑發散角和輻照均勻度。

根據光學結構的不同分為準直式太陽模擬器和發散式太陽模擬器。準直式太陽模擬器在光學系統中設計準直透鏡，可模擬具有小準直角的高均勻度太陽輻射，但光束口徑受準直透鏡口徑限制。發散式太陽模擬器光學系統中不必設計準直透鏡，光束口徑可以比較大，但輻照均勻度較低?，F有技術中存在的技術缺陷，成為本領域技術人員急待解決的一個技術問題。

發明內容

本實用新型的技術目的是克服現有技術中，準直式太陽模擬器受到準直透鏡口徑限制無法提供大口徑模擬光斑，發散式太陽模擬器可以提供大口徑光斑但均勻度不高的技術問題，提供一種大光斑直徑高均勻度發散式太陽模擬器光學系統，且具有光軸對準功能。

為實現以上技術目的，本實用新型的技術方案是：

大光斑直徑高均勻度發散式太陽模擬器光學系統，包括橢球聚光鏡1、氙燈光源2、轉向平面反射鏡3、光學積分器4、光軸指示裝置5和光學濾光片6；

所述橢球聚光鏡1具有第一焦點F₁和第二焦點F₂，所述橢球聚光鏡1的所述第一焦點F₁上放置所述氙燈光源2，所述氙燈光源2發出的光束匯聚在所述橢球聚光鏡1的所述第二焦點F₂上，所述第二焦點F₂上依次放置所述光學積分器4和所述光學濾光片6；

所述光學積分器4包括附加鏡Ⅰ41、場鏡42、投影鏡43和附加鏡Ⅱ44；

所述光軸指示裝置5，包括激光指示器51和平面反射鏡52；

本實用新型中，所述氙燈光源2位于所述橢球聚光鏡1的所述第一焦點F₁上，發出的光束匯聚到所述橢球聚光鏡1的所述第二焦點F₂上并形成小光斑，在所述橢球聚光鏡1的所述第二焦點F₂處放置所述光學積分器4實現光斑的均勻化，均勻化的光斑經過所述光學濾光片6后，在工作距離為10m處，形成光斑直徑為1m的太陽輻照，且均勻度優于10%；

本實用新型中，所述大光斑直徑高均勻度發散式太陽模擬器光學系統具有光軸指示功能，具體的，在所述光學積分器4和所述光學濾光片6之間，設計所述光軸指示裝置5，工作時將所述光軸指示裝置5的所述平面反射鏡52置于光路，所述激光指示器51作為光軸基準經過所述平面反射鏡52的反射后，應照射在待測件的中心，對準精度優于2′；

綜上所述，本實用新型組成簡單、結構緊湊，實現了大光斑直徑高均勻度的太陽輻照模擬。

附圖說明

圖1為本實用新型實施例一提供的大光斑直徑高均勻度發散式太陽模擬器光學系統的結構示意圖；

圖2為本實用新型實施例一提供的大光斑直徑高均勻度發散式太陽模擬器光學系統中光學積分器4的結構示意圖；

圖3為本實用新型實施例二提供的大光斑直徑高均勻度發散式太陽模擬器光學系統光軸指示功能的工作示意圖。

具體實施方式

為使本實用新型實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本實用新型實施例，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述。需要說明的是，在附圖或說明書中，相似或相同的元件皆使用相同的附圖標記。

實施例一

圖1為本實用新型實施例一提供的大光斑直徑高均勻度發散式太陽模擬器光學系統結構示意圖，主要由橢球聚光鏡1、氙燈光源2、轉向平面反射鏡3、光學積分器4和光學濾光片6組成。

大光斑直徑高均勻度發散式太陽模擬器光學系統工作時，將氙燈光源2置于橢球聚光鏡1的第一焦點F₁處，氙燈光源2發出的光束匯聚到橢球聚光鏡1的第二焦點F₂上并形成小光斑，在橢球聚光鏡1的第二焦點F₂處放置光學積分器4實現光斑的均勻化，均勻化的光斑經過光學濾光片6的濾光處理后，在工作距離為10m處，形成光斑直徑為1m的太陽輻照，且均勻度優于10%。