多源分布式稳态太阳模拟器设计

作者：孙超; 金志樑^*; 宋扬; 凌宗权; 蓝凯秋; 黄阳; 张明亮; 熊大曦^*

来源：光学学报, 2022, 42(10): 199-209.

DOI：10.3788/aos202242.1022001

• 光学设计
• 太阳模拟器
• 发光二极管
• 光能传递效率
• 稳态测量

太阳模拟器是光伏和材料降解研究中的关键设备，能够为光浸泡与耐久度测试提供稳定可控的特征辐照度光谱。基于大功率、单晶窄带小发光面的LED光源采用超半球齐明透镜进行全孔径集光，设计曲面分布式光学结构，从而高效实现目标靶面上的光谱匹配及1个太阳常数(辐照度为100 mW/cm2)的辐照度。实验结果表明，本文所设计的太阳模拟器在1000 h的时间内的辐照度波动低于1.15%,靶面中心60 mm×60 mm的正方形区域内辐照度不均匀性为1.98%,80 mm×80 mm区域内辐照度不均匀性为4.99%,光斑的光谱匹配度达到A级。该系统结构紧凑，可扩展性强，可用于长期稳态测量。

• 单位
  中国科学院苏州生物医学工程技术研究所; 中国科学技术大学; 生物医学工程学院