小功率太阳光模拟器设计及优化

摘要

小功率太阳光模拟器具有生产和维护成本低的优点，能够满足大多数器件的测试需求，应用广泛.为实现设备的小型化并满足光电测试实验的要求，本文设计了一种功率为500 W、采用双转向平面反射镜结构的太阳光模拟器光学系统.通过仿真建模对光路进行优化，确保其光谱匹配度和光强分布符合国家标准.同时，分析了氙灯的能量利用率，并设计了组合聚光系统，使光的能量利用率从71.7%提升至89.2%.此外，还设计了转向平面反射镜系统、匀光系统与准直系统，并采用蒙特卡罗光线追迹方法进行光学性能仿真.结果表明，在120 mm×120 mm的辐照面上，辐照不均匀度为±4.3%,最大光强可达5.58个标准太阳光强(1个标准太阳光强为1 000 W·m^-2),满足B级太阳光模拟器的国家标准（GB/T 6495.9）要求.

关键词

500 W / 太阳光模拟器 / 匀光 / 氙灯