光源位置偏差对光斑的影响分析

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1、第41卷第2；N光学技术Vo1．41No．22015年3月OPTICALTECHNIQUEMarch2015文章编号：1002—1582(2015)02—0111—04光源位置偏差对光斑的影响分析张嘉钰，李金超，牛虎利(河北科技大学机械工程学院，河北石家庄050018)摘要：以目前国内研制的多光源太阳模拟器光学系统为研究对象，采用数值计算和软件模拟相结合的的方法对太阳模拟器光学系统光源存在不同空间角度偏差时光斑汇聚形式和汇聚效果进行了分析，确定光源允许产生的最大位置偏差，并依据研究结果指导光斑的调节。结果表明，太阳模拟器

2、光源的空间位置是影响复合光斑形状和能量分布的关键因素，可为太阳模拟器光源调节系统的设计、光斑数据分析和关键零部件加工精度的确定提供参考。关键词：应用光学；太阳模拟器；位置偏差；光学系统；复合光斑中图分类号：TK519文献标识码：AAnalysisoftheinfluenceonthelightsourcepositiondeviationtothespotZHANGJiayu，LIJinchao，NIUHuli(SchoolofMechanicalEngineering，HebeiUniversityofSciencea

3、ndTechnology，Shijiazhuang050018，Hebei，China)Abstract：TheopticalsystemwithmultiplelightsourcesofsteadysolarsimulatorbeingdevelopedinChinaasthere—searchobject，thefromandeffectofspotconvergenceareanalyzedwhenthesteadysolarsimulatorisindifferentspatialpositionsbyusin

4、gthemethodofnumericalcalculationandsoftwaresimulation，themaximumpositiondeviationwhichisallowedbythesourceisdetermined，andtheadjustmentofspotisguidedbasedontheresultsoftheresearch．Theresultsshowthat：thespatial1ocationofsourcestosolarsimulatoristhekeyfactortoinflu

5、encetheshapeandenergydistributionofcompositebeam，thatmayoffersomereferencesforthedesignofthelightcontrolsystemofsolarsimulator，theanal—ysisofthespotdataandthedeterminationofprocessingprecisionofthekeyparts．Keywords：appliedoptics；solarsimulator；positiondeviation；l

6、ightsystem；compositebeam光源结构，通过光源汇聚形式得到满足要求的光斑。0引言例如_2]；瑞士保罗谢勒研究所(PaulScherrerIn—太阳模拟器是室内环境中实现不同大气质量条stitute)建造的太阳模拟器采用1O只15kw的光件下的太阳辐照特性的一种试验或标定设备，可在源，通过汇聚可得到50kW的聚焦平面；科罗拉多大高精度拟合太阳光谱分布的前提下实现不同的太阳学的KennySP等人采用28只1kw的光源，设计辐照度，在短时间内能模拟出不同地域、不同季节的出了平均辐照度为1080W／m的太阳模

7、拟器；我国太阳光照特性，以满足实验研究对太阳辐照的特殊航天五院研制的KM6太阳模拟器采用19只20kW需求[1]。目前国内外先进的太阳能模拟器均采用多的光源结构，得到了辐照度为1760W／m。的光斑。收稿日期：2014—06—16；收到修改稿日期：2014—10—13E-mail：zhangjyv@163．com作者简介：张嘉钰(1966一)，男，教授，主要从事机械设计、制造及自动化和计算机辅助设计方面的研究。通讯作者：李金超(1988一)，男，硕士研究生，主要从事机械设计、太阳模拟器光学系统与分析方面的研究。E-mai

8、l：ljc_198@163．corn111光学技术第4l卷太阳模拟器的光斑汇聚效果是评价设备性能的针对所分析的多光源稳态太阳模拟器的光源分重要依据，而光源的空间位置又直接影响着光斑的布形式具有高度的对称性，且结构具有统一性，故在形状和能量分布_6]，故对光源空间位置精度进行分不考虑偏差因素对光源的影响时，可选取任意一