基于LED阵列光源的太阳模拟器

• 作者: 张国玉 王凌云 王逸文 苏拾 郑茹
• 来源期刊: 光学精密工程
• 学科: 工学
• 关键词: 太阳模拟器 LED阵列光源 光学系统 菲涅尔透镜 光学积分器
• 年，卷（期）: 2018,（2）
• 所属期刊栏目: 现代应用光学
• 页码范围: 307-315
• 页数: 9页
• 分类号: O432.1|TN312.8
• 字数: 2731字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3788/OPE.20182602.0307

摘要

针对目前LED太阳模拟器辐照度低、光谱匹配性差等不足,提出一种由LED阵列光源,菲涅尔透镜、光学积分器、准直物镜组成的LED太阳模拟器.首先根据多光谱拟合理论,在400~1100nm优选15种不同波段的LED光源,计算出光源所需功率,实现太阳光谱的精确匹配.其次优化设计了菲涅尔透镜、光学积分器以及准直物镜,校正了太阳模拟器的像差,提高了太阳模拟器的能量利用效率以及辐照均匀性,并利用LightTools软件对所设计的光学系统进行仿真分析.最后搭建了光学系统实验装置,测试结果表明:100 mm×100 mm内的辐照度达到1376.3 W/m2;拟合的太阳光谱匹配度达到AM1.5条件中的A级,辐照不均匀度为± 1.73%,辐照不稳定度为± 0.82%,综合性能指标达到太阳模拟器中的3A级水平.