太阳模拟器中正方形光学积分器的设计与分析-论文.pdf

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1、第35卷第l期应用光学VoI．35NO．12014年1月JournalofAppliedOpticsJan．2014文章编号：1002—2082(2014)01—0048—05太阳模拟器中正方形光学积分器的设计与分析李光云，张国玉一，付明，王鹏伟，豆宝峰。，宋文武(1．长春理工大学光电工程学院，吉林长春130022；2．吉林省光电测控仪器工程技术研究中心，吉林长春130022；3．白城兵器试验中心，吉林白城137001；4．国营第5308厂，江苏扬州225009)摘要：为了解决太阳模拟器辐照均匀度问题，设计一种可以明

2、显提高太阳模拟器辐照均匀度的正方形光学积分器。根据太阳模拟器以及光学积分器的组成与工作原理，对正方形光学积分器各光学参数进行理论设计，并且分析积分器像差对工作面均匀性的影响。利用Lighttools软件对太阳模拟器系统进行仿真，提出了投影镜离焦改善辐照面均匀性的优化方法。设计的积分器可使太阳模拟器在200mm×200mm正方形辐照面内的辐照不均匀度达到1．72。关键词：太阳模拟器；正方形光学积分器；积分器设计；仿真分析中图分类号：TN202；V524．2文献标志码：Adoi：10．5768／JAO201435．010

3、1010DesignandanalysisofsquareintegratorinsolarsimulatorLIGuang—yun，ZHANGGuo—yu，FUMing，WANGPeng—wei，DOUBao—feng。，SONGWen—wu(1．ChangchunUniversityofScienceandTechnology，Changchun130022，China2．JihnEngineeringResearchCenterofPhotoelectricMeasurement&ControlInstrume

4、nts，Changchun130022，China；3．BaichengOrdnanceTestCenter，Baicheng137001，China；4．State—owned5308thFactory，Yangzhou225009，China)Abstract：Inordertosolvetheirradianceuniformityproblemofthesolarsimulator，akindofsquareopticalintegratorwasdesignedthatcouldobviouslyimpro

5、vethesolarsimulatorirradianceU—niformity．Accordingtothecompositionandworkingprincipleofthesolarsimulatorandopticalinte—grator，thesquareopticalintegratorparameterswerecomputedandtheeffectofiftegratoraberrationontheuniformityofworingfacewasanalyzed．Simulationofth

6、esolarsimulatorsystemwasdoneU～singLighttoolssoftware，andtheoptimizationmethodswereproposedforimprovingirradiationuni—formitybyprojectionlensdefocus．Theirradiationnon—uniformitycanreach1．72％in200mm×200mmsquareirradiationsurfacebyusingthedesignedintegrator．Keywor

7、ds：solarsimulator；squareopticalintegrator；integratordesign；simulationanalysis引言主要是由氙灯、椭球面聚光镜、光学积分器(场镜和投影镜)、准直物镜等组成。采用具有轴对称性太阳模拟器是一种在实验室中模拟太阳光辐且接近太阳光谱的氙灯作为光源，位于椭球面聚照特性的试验与测试设备，可以在地面提供与真光镜第一焦点处的光源发出的光束会聚后反射通实太阳相似的光谱分布和稳定均匀且连续可控的过光学积分器、视场光阑和准直物镜后以平行光辐照强度。可在空间技术、遥感

8、技术、气象监测、射出，形成一个辐照均匀分布的辐照面，从而模拟生物育种和太阳能产业等领域应用。太阳模拟器收稿日期：2013-06-26；修回日期：2013-07-26基金项目：国家公益性行业科技专项项目(GYHY200706003，GYHY201006043)；吉林省科技发展计划项目(20118012)作者简介：李光云(1988一)，男，硕士研究