[发明专利]一种太阳模拟器

说明书

本发明公开了一种太阳模拟器，由光源模块和反射模块组成，所述反射模块与所述光源模块可转动的连接，所述光源模块产生均匀化的汇聚光束入射所述反射模块，所述反射模块对均匀化的汇聚光束进行准直输出到达辐照面。所述光源模块与所述反射模块采用独立模块设计，运输时拆分开来，使用时进行拼接，整体尺寸较小，便于运输和安装；所述反射模块采用光轴入射与出射方向正交的三反准直光学系统，光路结构更加紧凑轻量；所述光源模块与所述反射模块可转动的拼接，通过转动所述反射模块，可以调节准直光束的出射方向。

技术领域

本发明涉及照明光学技术领域，更准确的说涉及一种太阳模拟器。

背景技术

太阳模拟器是在室内模拟太阳光辐照特性的一种实验或标定设备，用于在地面模拟空间环境，提供与太阳光谱相匹配的、均匀的、准直稳定的且具有一定辐照度的光源。太阳模拟技术与空间科学的发展密切相关，主要用于航天器空间环境模拟试验，例如在航天器真空热环境试验中，太阳模拟器是最真实准确的热流模拟手段，应用太阳模拟器可以高精度的完成航天器热平衡试验。另外，在太阳能电池的监测标定、遥感技术以及农业科学研究等领域，太阳模拟器都具有很大的应用价值。

现有的太阳模拟器按照光学系统结构的不同可以分为同轴系统和离轴系统两种。其中同轴系统太阳模拟器的各光学元件共光轴，有效辐照面的中心对称轴与系统光轴重合。同轴系统适用于中小型太阳模拟器，其结构简单，易于装调，缺点在于总体光学性能较差。离轴系统太阳模拟器一般采用准直式光学系统，多用于对光学性能要求较高的大型空间太阳模拟器。在离轴系统中，准直镜是离轴的，其他光学元件共光轴，与同轴系统相比，离轴系统结构较为复杂，装调不易，但是系统光学性能明显优于同轴系统，输出光束的辐照均匀性高，有效辐照面积的尺寸也可以设计的更大。现在常用的离轴系统太阳模拟器中准直镜一般由一片反射镜或两片反射镜组成，系统整体尺寸较大，不便于运输安装。综上，为了在保证光学性能较佳的同时减小尺寸，本领域需要针对现有太阳模拟器进行结构上的改进。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种太阳模拟器，由光源模块和反射模块组成，所述反射模块与所述光源模块可转动的连接，所述光源模块产生均匀化的汇聚光束入射所述反射模块，所述反射模块对均匀化的汇聚光束进行准直输出到达辐照面。

根据本发明的目的提出的一种太阳模拟器，包括一光源模块和一反射模块，所述反射模块与所述光源模块可转动的连接，所述光源模块产生均匀化的汇聚光束入射所述反射模块，所述反射模块对均匀化的汇聚光束进行准直输出。

优选地，所述光源模块包括一氙灯光源、一锥轴椭球反光镜、一平面反射镜以及一积分匀光器，所述氙灯光源设置于所述锥轴椭球反光镜的第一焦点处，所述平面反射镜设置在所述锥轴椭球反光镜光轴第一焦点和第二焦点之间，且所述平面反射镜与所述锥轴椭球反光镜的光轴呈45°角，所述积分匀光器设置在所述锥轴椭球反光镜的第二焦点处。

优选地，所述反射模块包括一视场光阑、一第一反射镜、一第二反射镜以及一第三反射镜，所述视场光阑与所述积分匀光器同轴设置，所述第一反射镜、所述第二反射镜以及所述第三反射镜依次排列形成三反准直系统。

优选地，所述第一反射镜和所述第二反射镜的面型为自由曲面。

优选地，所述反射模块在所述视场光阑位置绕所述积分匀光器光轴旋转。

优选地，所述积分匀光器包括一场镜组和一投影镜组，所述场镜组与所述投影镜组结构尺寸相同，且所述场镜组与所述投影镜组对称设置，所述场镜组包括一第一平板玻璃以及均匀排布在所述第一平板玻璃上的若干第一平凸透镜，所述投影镜组包括一第二平板玻璃以及均匀排布在所述第二平板玻璃上的若干第二平凸透镜。

优选地，所述场镜组和所述投影镜组之间距离为93mm。

优选地，所述第一平凸透镜为正六边形平凸透镜。