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太陽模擬器從構(gòu)思到投產(chǎn)使用經(jīng)歷了哪些步驟？
1,、構(gòu)思和設(shè)計系統(tǒng)
當(dāng)光源的光軸垂直于目標平面時,，目標平面的所有邊緣都具有對稱性。此屬性用于所有標準太陽模擬器的設(shè)計中,，以生成空間均勻的光場,。
標準的太陽模擬器產(chǎn)生垂直于光源光軸的空間均勻的目標平面。當(dāng)光源的光軸垂直于目標平面時,，目標平面的所有邊緣都具有對稱性,。當(dāng)可以使用這種對稱性時，更容易實現(xiàn)空間均勻性,。根據(jù)客戶要求,，需要將太陽模擬器放置在與目標平面光軸大約30°的位置,。因此，需要通過研究和開發(fā)新的光學(xué)均質(zhì)系統(tǒng)來實現(xiàn)空間均勻性,。
i）光學(xué)建模
科學(xué)技術(shù)工程團隊使用了廣泛的光學(xué)建模來模擬單個投影儀和均質(zhì)化系統(tǒng),，該系統(tǒng)可以在所需體積上實現(xiàn)空間均勻的光線。后來,，排列了一個包含多個投影儀系統(tǒng)的太陽模擬器,，并使用光學(xué)建模軟件優(yōu)化了投影儀的位置，以實現(xiàn)均勻的光量,。
當(dāng)組合了不同的光學(xué)材料和光源時,，制作了一個特殊的軟件來模擬終的光譜輪廓。選擇并評估了許多濾光片和光源,，以確定是否可以找到光源,，光學(xué)器件（如透鏡和反射鏡）以及濾光片的理想組合。選擇理想的光學(xué)組合時,，對項目的預(yù)算給予了特別關(guān)注,?？紤]到石英鎢鹵素?zé)簦≦TH）的平滑IR發(fā)射,，它被確定為模擬光的*佳光源。
對單個投影機進行測試以評估均勻性和穩(wěn)定性,。
為了進一步測試,，開發(fā)了用于測量三維空間均勻性的模擬光柵。
ii）測試系統(tǒng)的耐用性
進行了耐溫測試,，以確定所選的光學(xué)材料和濾光片是否可以在燈的高光功率輸出下幸免,。還進行了測試，以確定所需的空氣流量,，用于系統(tǒng)冷卻目的的風(fēng)扇的類型和位置,。
iii）輻射衰減
進行光學(xué)建模以確定衰減器的*佳尺寸和位置，使其能夠滿足項目的衰減要求,。
2,、原型設(shè)計實施
八個投影儀單元用于所需目標區(qū)域的設(shè)計和照明。每個光學(xué)投影儀單元都由一個2 kW QTH燈組成,，該燈帶有一個固定在橢圓形反射鏡中的石英外殼,。每個單元還包含一個均質(zhì)組件，以實現(xiàn)所需的均勻性要求,。在精心設(shè)計和微調(diào)系統(tǒng)后,，成功實現(xiàn)了空間均勻性規(guī)范。
此外,，QTH燈系統(tǒng)還集成了物鏡和投影透鏡,，以及用于消除不想要的波長范圍的長通濾光鏡,。
在整個三維體積上，光功率足以在700-1100nm區(qū)域中達到所需的功率水平,。當(dāng)測量700nm-1100nm光譜輸出時,，系統(tǒng)在目標平面上提供了所需的輻照度（ASTM E927）。光譜輸出的形狀與700-1100nm波長的ASTM AM1.5G曲線匹配,。工作距離也被設(shè)置為可調(diào)的,，以適應(yīng)兩種不同的焦距。
設(shè)計并生產(chǎn)了一種廉價的光學(xué)系統(tǒng),，以實現(xiàn)預(yù)期的空間均勻性,，光譜和光功率。使用風(fēng)扇將光學(xué)元件和濾光片充分冷卻,。該系統(tǒng)能夠以10％的增量衰減輸出輻照度,，同時保持輸出光的空間均勻性。
3,、測試與安裝
該系統(tǒng)已成功完成,，并且由科學(xué)技術(shù)工程師在客戶實驗室所在地進行了安裝和培訓(xùn)。