吸頂式大面積紅外太陽光模擬器

該太陽模擬器提供紅外波長的照明，具有高空間均勻性和景深。

客戶需求

這個太陽能模擬器被特別要求懸掛在天花板上，以適應終端用戶實驗室的測試設置。此外，用戶需要在目標三維體積中實現高度的空間均勻性。

因此，系統被設計成模擬太陽光以30度角從2m距離的頂部向下射向垂直目標平面。

這種光源經過專門的光學校正，以克服對稱性的不足。

規格描述

目標區域：照亮1.5m2

工作距離：太陽模擬器距地面 2.1m ，距目標平面中心 0.8m

光譜：A ,級，(ASTM E927) 

波長范圍：700nm 至 100nm

強度：相當于700nm至1100nm波長光譜范圍內0.6個太陽的輻照度

均勻度：1m2: ± 5% (ASTM E927) 1.5m: ± 30% (ASTM E927)

景深：± 15cm，強度變化≤ ± 5% (ASTM E927)

衰減：10步，0.1個太陽到0.6個太陽

時間不穩定性：A,級 (ASTM E927)

系統預熱：≤15秒

原型設計

提出了各種新設計來提高輸出光的空間均勻性。這還要求光源的光軸與目標平面成*定角度并橫向位于目標平面上方，這使任務更加復雜。

新設計經過集體討論并評估其性能。每個想法都進行了原型設計，并更改了各種參數以評估對空間均勻性的影響。有希望的想法是改變系統輸出透鏡的橫向和角度位置。然后使用光學建模軟件對這個想法進行建模，以很好地理解對空間均勻性的影響。一旦理解了這個想法，就可以使用光學建模軟件對其進行進一步優化，以滿足系統的*殊需求。

然后這個想法進入了機械設計階段。需要一種能夠輕松、可重復地調整輸出透鏡的方法。研究了各種方法，并開發了具有特定橫向和角度調節功能的定制透鏡支架，以便可以實現輸出透鏡所需的微調，以產生不垂直于太陽模擬器光軸的空間均勻目標平面。

用戶設施中設想的懸垂太陽模擬器系統               六臺懸垂投影儀的機械圖                       投影儀的光線追蹤模型

系統制造

該新系統包含五個投影儀系統，能夠根據用戶的功率要求升級到 6 個單元。每個投影儀系統均包含 2 kW QTH 燈，帶有專門的濾光片以產生*要的光譜輸出。

目標區域面積為 1 平方米，不均勻性為 ± 5%。景深為±15cm，在非均勻性規格中沒有變化大于±5%。

和以前一樣，用戶只需要太陽光譜的紅外部分與結果中實現的 A,級光譜匹配。太陽光譜的紅外波長部分為 700 - 1100 nm。用戶要求輸出功率與 0.6 個太陽光相對應。因此，輻照度可在 0 - 0.6 個太陽的范圍內以至少 10 個步長進行調節。

產生紅外的太陽模擬器的光譜輸出，疊加到 AM1.5G 太陽光譜上

時間穩定性被歸類為 ASTM A ,級，并進行了設計改進以降低過去系統產生的噪音水平。該系統中還包含一個反饋系統，帶有 Sciencetech 校準的太陽能電池，用于控制和監測光源內的強度變化。

測試與安裝

Sciencetech成功完成了太陽模擬器的所有要求。驗收測試在用戶設施中進行并獲得批準，系統由我們的支持工程師團隊成功安裝。

用戶對該系統的設計和工作原理印象深刻。

我們近期收到了來自同一客戶的第三份類似太陽模擬器系統訂單。

產品包含六個 QTH 投影儀單元，照亮 1.5mx 1.5m 的目標區域    六個投影儀單元組件安裝在懸垂的架子上以進行照明

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