[发明专利]一种用于太阳模拟器的紫外辐照装置

说明书

本申请公开了一种用于太阳模拟器的紫外辐照装置。包括：聚光镜本体，其具有位于中心的平面非反射区和与所述平面非反射区边沿连接的环状椭球面反射区；本申请具体地设计聚光镜本体，其具有位于中心的平面非反射区与与平面非反射区边沿连接的环状椭球面反射区，通过在环状椭球面反射区内壁上沿平面非反射区法线方向依次交替设置第一环区与第二环区，并且二者具备相同的第一焦点，光源自第一焦点发射光线，光线经第一环区反射汇聚至第二焦点，经第二环区反射汇聚至第三焦点，使得光线能量均匀分布在两个焦点，使得反射后的聚焦光斑均匀化，改善聚焦光斑分布方式。

技术领域

本公开一般涉及航天器紫外辐照试验技术领域，具体涉及一种用于太阳模拟器的紫外辐照装置。

背景技术

在航天领域中，为保证航天器能够在空间环境中正常工作，需要在发射前进行一系列空间环境模拟试验。其中，紫外辐照试验是关键试验项目之一。在真空环境中，没有地球大气层的保护，航天器长期暴露在紫外辐照条件下，很多部件可能会产生损坏、形变和老化等问题，会对航天器的运行产生影响。为准确模拟出空间紫外辐照环境，需要相应的模拟设备，即紫外辐照源。

目前，广泛应用的积分棒式紫外辐照源，通常通过反射式光路，使用椭球面聚光镜，将光源放在反射面所在椭球面的其中一个焦点上，光源发出的光经过反射后会聚到另一个焦点上，同时将积分棒一端端面中心放置于另一焦点处，使会聚光线经积分棒均匀传递到另一端面，随后经过光学成像系统，最终发射出符合紫外辐照源要求的光线。为加速老化实验，紫外辐照源通常要提供数倍太阳常数的照射，并且成像镜组通常要成一个放大多倍的实像，使得积分棒处的能量密度更是高出许多倍。因此，采用椭球聚光镜，积分棒入射端中心又是所有能量会聚的焦点，能量过于集中，导致积分棒端面很容易受到损伤。在实际使用中，微小的灰尘或瑕疵都会使积分棒端面被聚焦光线损坏，影响光线传输效果，降低设备寿命。因此，我们提出一种用于太阳模拟器的紫外辐照装置，用以解决上述的聚焦光斑分布集中，积分棒端面中心区承受能量密度极大，导致积分棒端面损伤的可能性大大增加，若端面表面存在细微颗粒干扰，积分棒端面极易被能量烧化、入侵，并且后续的紫外辐照源输出功率降低，性能迅速下降的问题。

发明内容

鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种改善聚焦光斑分布方式，降低积分棒入射端面损伤概率，提升太阳模拟器系统的稳定性与寿命，结构简单且易于实现的用于太阳模拟器的紫外辐照装置。

第一方面，本申请提供一种聚光镜，包括：

聚光镜本体，其具有位于中心的平面非反射区和与所述平面非反射区边沿连接的环状椭球面反射区；

所述环状椭球面反射区内壁上沿所述平面非反射区的法线方向依次交替设有具备第一曲率半径的第一环区和具备第二曲率半径的第二环区；

所述第一环区与所述第二环区具备相同的第一焦点；

光源自所述第一焦点发射的光线经过所述第一环区的反射汇聚至第二焦点处，且其经过所述第二环区的反射汇聚至第三焦点处。

根据本申请实施例提供的技术方案，所述第一焦点、所述第二焦点和所述第三焦点均位于所述平面非反射区的法线方向上。

根据本申请实施例提供的技术方案，所述环状椭球面反射区靠近所述平面非反射区一侧的直径为66mm，且其远离所述平面非反射区一侧的直径为250mm。

根据本申请实施例提供的技术方案，所述第一环区的曲率半径为87.2mm，且所述第二环区的曲率半径为87.8mm。

根据本申请实施例提供的技术方案，所述第二焦点处的光线能量与所述第三焦点处的光线能量相等，且二者之和等于所述光源发射的光线总能量。

第二方面，本申请提供一种用于太阳模拟器的紫外辐照装置，包括：

上述的一种聚光镜；

光源装置，其设置在所述第一焦点处；