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球面阵列L ED太阳模拟器光学系统设计

         
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摘要

Aiming at the defects of low photoelectric conversion efficiency,short life,low radiation intensity and poor uniformity in the xenon lamp solar simulator,a spherical array LED solar sim-ulator was presented which was based on LED solar simulator optical system.The design meth-ods of collimating optical system,uniform light system and spherical array LED light source sys-tem were studied.Firstly,the technology of coaxial transmission optical system was used to de-sign the collimating optical system with double-separation structure.Followed on the basis of an-alyzing the performance and the composing form of the frequent optical system,the design process of integrator and field diaphragm was described.And then based on the design idea of spherical light source,the design of spherical LED array light source system was finished.Final-ly,the optical system was simulated and verified by Lighttools optical design software.The re-sults showed that the irradiation non-uniformity is less than 3.86% with greater than 1100 W/m2 irradiation intensity when the spherical array LED solar simulator was at a working distance of 100 mm and within the range of 100 mm× 100 mm.%针对氙灯太阳模拟器光电转换效率低、寿命短、辐照强度低,均匀性差等不足,基于LED太阳模拟器光学系统,提出了一种球面阵列LED太阳模拟器光学系统,包括准直光学系统、匀光系统以及光源系统的设计方法.利用同轴透射式光学系统技术设计了双分离结构的准直光学系统,在分析比较常用匀光系统的性能与组成形式的基础上,阐述积分器与视场光阑的设计过程,然后基于球面光源的设计思想完成光源系统的设计,利用LightTools光学设计软件对LED太阳模拟器光学系统进行仿真分析与验证.实验结果表明:球面阵列 LED太阳模拟器在工作距离100 mm,输出辐照面积为100 mm×100 mm范围内,其辐照强度大于1100 W/m2,辐照不均匀度优于3.86%.

著录项

  • 来源
    《应用光学》 |2018年第1期|117-123|共7页
  • 作者

    王基强; 苏拾; 张健; 徐达; 张国玉;

  • 作者单位

    长春理工大学光电工程学院;

    吉林长春130022;

    长春理工大学光电工程学院;

    吉林长春130022;

    吉林省光电测控仪器工程技术研究中心;

    吉林长春130022;

    长春理工大学光电工程学院;

    吉林长春130022;

    吉林省光电测控仪器工程技术研究中心;

    吉林长春130022;

    长春理工大学光电工程学院;

    吉林长春130022;

    吉林省光电测控仪器工程技术研究中心;

    吉林长春130022;

    长春理工大学光电工程学院;

    吉林长春130022;

    吉林省光电测控仪器工程技术研究中心;

    吉林长春130022;

  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 chi
  • 中图分类 光辐射、光度学、色度学;结构;
  • 关键词

    LED太阳模拟器; 光学系统设计; 辐照强度; 不均匀性;

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