太阳模拟器用光导管匀光器的研究

发布时间：2021-08-14 08:21

　　辐照强度均匀性是太阳模拟器的一项重要指标,传统的太阳模拟器一般采用光学积分器进行匀光,但是光学积分器具有加工复杂和成本高等问题。传统的光导管一般用于采集太阳光来完成室内照明。采用Tracepro光学软件模拟设计光导管,利用模拟设计结果,制备新型光导管对人造光源进行匀光,应用于太阳模拟器,在直径为Φ100 mm的圆形光斑上,可获得1.98%的辐照强度不均匀性,达到IEC 60904-9标准的A级水平。光导管匀光器具有原理和结构简单、光源利用率高、调节方便等特点。 

【文章来源】：自动化与仪器仪表. 2020,(12)

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

含一个180°圆形弯筒光学模型(a)和模拟计算辐照强度分布图(b)

进一步,用Tracepro光学软件建立一个在X和Y方向各含2个180°弯曲的圆形空心光导管,在每个方向上的2个180°弯曲的圆形光导管的弯曲方向相反,得到的出光口方向是向上的,其余参数设置与图1(a)的相同,其三维立体图形如图2所示。图3为Tracepro光学软件模拟图2对应的光学模型的出光口辐照强度分布图,以及X水平方向和Y垂直方向的分布曲线。

图3为Tracepro光学软件模拟图2对应的光学模型的出光口辐照强度分布图,以及X水平方向和Y垂直方向的分布曲线。图3左侧模拟计算的辐照强度分布图与图1(b)相比,表示辐照强度大的亮斑的面积变小,但是数量增多,即辐照强度大的亮斑在Φ100 mm光斑范围内均有分布,在中心区域相对多一些,在边缘相对少一些,分布相对均匀一些。同样,浅灰色和深灰色区域代表的辐照强度比较小的光斑面积也变小,数量增多,在Φ100 mm光斑范围内的分布更均匀。图3右侧为模拟计算的辐照强度分布曲线,其中深色曲线为X水平方向的辐照强度分布曲线,浅色曲线为Y垂直方向的辐照强度分布曲线。观察这两条曲线,均有涨有落,在曲线两端,即出光口的边缘处,辐照强度相对弱一些,中心区域相对强一些,X和Y没有明显的区别,与图1(b)相比,图3模拟的辐照强度均匀性有显著的提高。

【参考文献】：
期刊论文
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[10]提高太阳模拟器辐照均匀性的光学系统优化设计[J]. 王国名,张国玉,刘石,王鹏伟.  激光与光电子学进展. 2014(01)

博士论文
[1]大口径发散式同轴太阳模拟器及其关键技术研究[D]. 张燃.长春理工大学 2019
[2]太阳模拟器理论及应用研究[D]. 杜志强.中国科学技术大学 2017

硕士论文
[1]光导管照明系统的配光及应用研究[D]. 纪思美.大连工业大学 2015



本文编号：3342123