吸顶式大面积红外太阳光模拟器

该太阳模拟器提供红外波长的照明，具有高空间均匀性和景深。

客户需求

这个太阳能模拟器被特别要求悬挂在天花板上，以适应终端用户实验室的测试设置。此外，用户需要在目标三维体积中实现高度的空间均匀性。

因此，系统被设计成模拟太阳光以30度角从2m距离的顶部向下射向垂直目标平面。

这种光源经过专门的光学校正，以克服对称性的不足。

规格描述

目标区域：照亮1.5m²

工作距离：太阳模拟器距地面 2.1m ，距目标平面中心 0.8m

光谱：A ,级，(ASTM E927) 

波长范围：700nm 至 100nm

强度：相当于700nm至1100nm波长光谱范围内0.6个太阳的辐照度

均匀度：1m²: ± 5% (ASTM E927) 1.5m: ± 30% (ASTM E927)

景深：± 15cm，强度变化≤ ± 5% (ASTM E927)

衰减：10步，0.1个太阳到0.6个太阳

时间不稳定性：A,级 (ASTM E927)

系统预热：≤15秒

原型设计

提出了各种新设计来提高输出光的空间均匀性。这还要求光源的光轴与目标平面成*定角度并横向位于目标平面上方，这使任务更加复杂。

新设计经过集体讨论并评估其性能。每个想法都进行了原型设计，并更改了各种参数以评估对空间均匀性的影响。有希望的想法是改变系统输出透镜的横向和角度位置。然后使用光学建模软件对这个想法进行建模，以很好地理解对空间均匀性的影响。一旦理解了这个想法，就可以使用光学建模软件对其进行进一步优化，以满足系统的*殊需求。

然后这个想法进入了机械设计阶段。需要一种能够轻松、可重复地调整输出透镜的方法。研究了各种方法，并开发了具有特定横向和角度调节功能的定制透镜支架，以便可以实现输出透镜所需的微调，以产生不垂直于太阳模拟器光轴的空间均匀目标平面。

用户设施中设想的悬垂太阳模拟器系统   六台悬垂投影仪的机械图                    投影仪的光线追踪模型

系统制造

该新系统包含五个投影仪系统，能够根据用户的功率要求升级到 6 个单元。每个投影仪系统均包含 2 kW QTH 灯，带有专门的滤光片以产生*要的光谱输出。

目标区域面积为 1 平方米，不均匀性为 ± 5%。景深为±15cm，在非均匀性规格中没有变化大于±5%。

和以前一样，用户只需要太阳光谱的红外部分与结果中实现的 A,级光谱匹配。太阳光谱的红外波长部分为 700 - 1100 nm。用户要求输出功率与 0.6 个太阳光相对应。因此，辐照度可在 0 - 0.6 个太阳的范围内以至少 10 个步长进行调节。

产生红外的太阳模拟器的光谱输出，叠加到 AM1.5G 太阳光谱上

时间稳定性被归类为 ASTM A ,级，并进行了设计改进以降低过去系统产生的噪音水平。该系统中还包含一个反馈系统，带有 Sciencetech 校准的太阳能电池，用于控制和监测光源内的强度变化。

测试与安装

Sciencetech成功完成了太阳模拟器的所有要求。验收测试在用户设施中进行并获得批准，系统由我们的支持工程师团队成功安装。

用户对该系统的设计和工作原理印象深刻。

我们近期收到了来自同一客户的第三份类似太阳模拟器系统订单。

产品包含六个 QTH 投影仪单元，照亮 1.5mx 1.5m 的目标区域    六个投影仪单元组件安装在悬垂的架子上以进行照明

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