一种中小型太阳模拟器用椭球面聚光镜的设计方法

• 作者: 刘浩 朱宪忠
• 来源期刊: 光学与光电技术
• 学科: 航空航天
• 关键词: 太阳模拟器 椭球面 聚光镜 设计 仿真
• 年，卷（期）: 2016,（6）
• 所属期刊栏目: 光学设计
• 页码范围: 67-72
• 分类号: V524.2
• 语种: 中文

摘要

在太阳模拟器中,聚光系统是提高氙灯光源光能利用率的关键部件.根据氙灯光源的发光特性,通常采用椭球面反射式聚光镜作为模拟器的聚光系统.以用于中小型太阳模拟器的椭球镜为研究对象,基于椭球镜与光学积分器相对孔径匹配一致的设计思路,提出了椭球镜外形尺寸选型和光学参数计算的分析思路和具体方法,给出了有效的经验公式.结合具体实例通过ASAP软件对氙灯光源和椭球镜进行仿真建模,利用蒙特卡洛光路追迹方法模拟出实际光照效果,对椭球镜第二焦面上辐照度分布情况进行了仿真分析,仿真结果表明,基于该设计方法的椭球面聚光镜的有效取光比达到50％以上.验证了这种设计思路和计算方法的合理性,为太阳模拟器高效聚光椭球镜的设计提供了借鉴.