大光斑直徑高均勻度發(fā)散式太陽(yáng)模擬器光學(xué)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及航天器地面標(biāo)定技術(shù)，尤其涉及一種大光斑直徑高均勻度發(fā)散式太陽(yáng)模擬器光學(xué)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]太陽(yáng)模擬器作為測(cè)試太陽(yáng)光電池光伏輸出特性的地面設(shè)備，能夠模擬太陽(yáng)的輻照特性，包括輻照度、光譜匹配度、光斑直徑、光斑發(fā)散角和輻照均勻度。
[0003]根據(jù)光學(xué)結(jié)構(gòu)的不同分為準(zhǔn)直式太陽(yáng)模擬器和發(fā)散式太陽(yáng)模擬器。準(zhǔn)直式太陽(yáng)模擬器在光學(xué)系統(tǒng)中設(shè)計(jì)準(zhǔn)直透鏡，可模擬具有小準(zhǔn)直角的高均勻度太陽(yáng)輻射，但光束口徑受準(zhǔn)直透鏡口徑限制。發(fā)散式太陽(yáng)模擬器光學(xué)系統(tǒng)中不必設(shè)計(jì)準(zhǔn)直透鏡，光束口徑可以比較大，但輻照均勻度較低?，F(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)缺陷，成為本領(lǐng)域技術(shù)人員急待解決的一個(gè)技術(shù)問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型的技術(shù)目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中，準(zhǔn)直式太陽(yáng)模擬器受到準(zhǔn)直透鏡口徑限制無法提供大口徑模擬光斑，發(fā)散式太陽(yáng)模擬器可以提供大口徑光斑但均勻度不高的技術(shù)問題，提供一種大光斑直徑高均勻度發(fā)散式太陽(yáng)模擬器光學(xué)系統(tǒng)，且具有光軸對(duì)準(zhǔn)功能。
[0005]為實(shí)現(xiàn)以上技術(shù)目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:
[0006]大光斑直徑高均勾度發(fā)散式太陽(yáng)模擬器光學(xué)系統(tǒng)，包括橢球聚光鏡1、氣燈光源2、轉(zhuǎn)向平面反射鏡3、光學(xué)積分器4、光軸指不裝置5和光學(xué)濾光片6 ；
[0007]所述橢球聚光鏡I具有第一焦點(diǎn)F1和第二焦點(diǎn)F 2，所述橢球聚光鏡I的所述第一焦點(diǎn)F1上放置所述氙燈光源2，所述氙燈光源2發(fā)出的光束匯聚在所述橢球聚光鏡I的所述第二焦點(diǎn)匕上，所述第二焦點(diǎn)F 2上依次放置所述光學(xué)積分器4和所述光學(xué)濾光片6 ;
[0008]所述光學(xué)積分器4包括附加鏡I 41、場(chǎng)鏡42、投影鏡43和附加鏡II 44 ；
[0009]所述光軸指示裝置5，包括激光指示器51和平面反射鏡52 ;
[0010]本實(shí)用新型中，所述氙燈光源2位于所述橢球聚光鏡I的所述第一焦點(diǎn)匕上，發(fā)出的光束匯聚到所述橢球聚光鏡I的所述第二焦點(diǎn)匕上并形成小光斑，在所述橢球聚光鏡I的所述第二焦點(diǎn)匕處放置所述光學(xué)積分器4實(shí)現(xiàn)光斑的均勻化，均勻化的光斑經(jīng)過所述光學(xué)濾光片6后，在工作距離為1m處，形成光斑直徑為Im的太陽(yáng)輻照，且均勻度優(yōu)于10% ;
[0011]本實(shí)用新型中，所述大光斑直徑高均勻度發(fā)散式太陽(yáng)模擬器光學(xué)系統(tǒng)具有光軸指示功能，具體的，在所述光學(xué)積分器4和所述光學(xué)濾光片6之間，設(shè)計(jì)所述光軸指示裝置5，工作時(shí)將所述光軸指示裝置5的所述平面反射鏡52置于光路，所述激光指示器51作為光軸基準(zhǔn)經(jīng)過所述平面反射鏡52的反射后，應(yīng)照射在待測(cè)件的中心，對(duì)準(zhǔn)精度優(yōu)于2';
[0012]綜上所述，本實(shí)用新型組成簡(jiǎn)單、結(jié)構(gòu)緊湊，實(shí)現(xiàn)了大光斑直徑高均勻度的太陽(yáng)輻照模擬。
【附圖說明】
[0013]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例一提供的大光斑直徑高均勻度發(fā)散式太陽(yáng)模擬器光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例一提供的大光斑直徑高均勻度發(fā)散式太陽(yáng)模擬器光學(xué)系統(tǒng)中光學(xué)積分器4的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例二提供的大光斑直徑高均勻度發(fā)散式太陽(yáng)模擬器光學(xué)系統(tǒng)光軸指示功能的工作示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]為使本實(shí)用新型實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。需要說明的是，在附圖或說明書中，相似或相同的元件皆使用相同的附圖標(biāo)記。
[0017]實(shí)施例一
[0018]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例一提供的大光斑直徑高均勻度發(fā)散式太陽(yáng)模擬器光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不意圖，主要由橢球聚光鏡1、氣燈光源2、轉(zhuǎn)向平面反射鏡3、光學(xué)積分器4和光學(xué)濾光片6組成。
[0019]大光斑直徑高均勾度發(fā)散式太陽(yáng)模擬器光學(xué)系統(tǒng)工作時(shí)，將氣燈光源2置于橢球聚光鏡I的第一焦點(diǎn)F1*，氙燈光源2發(fā)出的光束匯聚到橢球聚光鏡I的第二焦點(diǎn)F2上并形成小光斑，在橢球聚光鏡I的第二焦點(diǎn)F2處放置光學(xué)積分器4實(shí)現(xiàn)光斑的均勻化，均勻化的光斑經(jīng)過光學(xué)濾光片6的濾光處理后，在工作距離為1m處，形成光斑直徑為Im的太陽(yáng)輻照，且均勻度優(yōu)于10%。
[0020]圖2為本發(fā)明實(shí)施例一提供的光斑直徑高均勻度發(fā)散式太陽(yáng)模擬器光學(xué)系統(tǒng)中，光學(xué)積分器4的結(jié)構(gòu)不意圖。光學(xué)積分器4由附加鏡I 41、場(chǎng)鏡42、投影鏡43和附加鏡II 44組成，圖2為光學(xué)積分器4的組成示意圖；優(yōu)選的，光學(xué)積分器4的場(chǎng)鏡42可以由19個(gè)復(fù)眼透鏡組成，光學(xué)積分器4的投影鏡43可以由19個(gè)復(fù)眼透鏡組成，且場(chǎng)鏡42和投影鏡43的每個(gè)復(fù)眼透鏡在工作時(shí)應(yīng)——對(duì)應(yīng)。
[0021]實(shí)施例二
[0022]圖3為本實(shí)施例二提供的大光斑直徑高均勻度發(fā)散式太陽(yáng)模擬器光學(xué)系統(tǒng)光軸指示功能工作示意圖，主要由橢球聚光鏡1、氙燈光源2、轉(zhuǎn)向平面反射鏡3、光學(xué)積分器4、光學(xué)濾光片6和光軸指示裝置5組成。其中，光軸指示裝置5包括激光指示器51和平面反射鏡52。
[0023]大光斑直徑高均勻度發(fā)散式太陽(yáng)模擬器光學(xué)系統(tǒng)在工作前，需要光軸指示裝置5將太陽(yáng)模擬器光學(xué)系統(tǒng)的光軸與待測(cè)件的中心對(duì)準(zhǔn)。具體的，將平面反射鏡移入光路中，激光指示器51發(fā)出的激光經(jīng)過平面反射鏡52后應(yīng)照射在待檢件的中心，若不在待檢件的中心，則調(diào)整待檢件的位置直至激光照射至待檢件的中心。光軸指示系統(tǒng)5的光軸對(duì)準(zhǔn)精度優(yōu)于2'。
[0024]最后應(yīng)說明的是:以上實(shí)施例僅用以說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:其依然可以對(duì)前述實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本實(shí)用新型各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.大光斑直徑高均勻度發(fā)散式太陽(yáng)模擬器光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，包括: 橢球聚光鏡、氣燈光源、轉(zhuǎn)向平面反射鏡、光學(xué)積分器和光學(xué)濾光片； 所述橢球聚光鏡具有第一焦點(diǎn)F1和第二焦點(diǎn)F2; 所述氙燈光源設(shè)置在所述橢球聚光鏡的前面，位于所述橢球聚光鏡的所述第一焦點(diǎn)F1處，經(jīng)過所述橢球聚光鏡的作用匯聚在所述橢球聚光鏡的所述第二焦點(diǎn)匕處； 所述轉(zhuǎn)向平面反射鏡設(shè)置在所述氙燈光源的前面，用于折轉(zhuǎn)光路，縮短軸向尺寸； 所述光學(xué)積分器設(shè)置在所述轉(zhuǎn)向平面反射鏡的前面，用于將所述氙燈光源形成的光斑均勻化處理； 所述光學(xué)濾光片設(shè)置在所述光學(xué)積分器的前面，用于將所述氙燈光源發(fā)出的光進(jìn)行濾光處理。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大光斑直徑高均勻度發(fā)散式太陽(yáng)模擬器光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，還包括: 光軸指示裝置，設(shè)置在所述光學(xué)積分器和所述光學(xué)濾光片之間，用于實(shí)現(xiàn)所述大光斑直徑高均勻度發(fā)散式太陽(yáng)模擬器光學(xué)系統(tǒng)與待檢件中心的對(duì)準(zhǔn)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的大光斑直徑高均勻度發(fā)散式太陽(yáng)模擬器光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述光軸指示裝置，還包括: 激光指示器和平面反射鏡。
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種大光斑直徑高均勻度發(fā)散式太陽(yáng)模擬器光學(xué)系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括橢球聚光鏡1、氙燈光源2、轉(zhuǎn)向平面反射鏡3、光學(xué)積分器4、光軸指示裝置5和光學(xué)濾光片6。氙燈光源2位于橢球聚光鏡1的第一焦點(diǎn)F1處，經(jīng)過橢球聚光鏡1匯聚在橢球聚光鏡1的第二焦點(diǎn)F2處，第二焦點(diǎn)F2上依次放置光學(xué)積分器4和光學(xué)濾光片6。本實(shí)用新型可在10m的工作位置處，模擬光斑直徑為1m且均勻度優(yōu)于10%的太陽(yáng)輻照，且具有光軸對(duì)準(zhǔn)功能，對(duì)準(zhǔn)精度優(yōu)于2′。
【IPC分類】F21V13/00, F21S8/00
【公開號(hào)】CN204829505
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520509360
【發(fā)明人】劉石, 孫高飛, 張國(guó)玉, 蘇拾, 王凌云, 鄭茹, 陳啟夢(mèng), 王浩君, 何洋
【申請(qǐng)人】長(zhǎng)春理工大學(xué)
【公開日】2015年12月2日
【申請(qǐng)日】2015年7月15日