太陽光模擬系統(tǒng)通過精密的光學(xué)與電子系統(tǒng)協(xié)同，復(fù)現(xiàn)太陽輻射特性，為科研與工業(yè)測試提供標(biāo)準(zhǔn)化光照環(huán)境。其核心構(gòu)成可分為光源系統(tǒng)、光學(xué)處理系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、散熱系統(tǒng)四大模塊，各模塊功能及技術(shù)特點(diǎn)如下：
特點(diǎn)：短弧氙燈光譜覆蓋200-2500nm，300-800nm可見光波段與太陽光譜匹配度超85%，色溫約6000K。但0.8-1.0μm紅外波段存在特征尖峰，需搭配砷化鎵濾光片壓制。
特點(diǎn)：由20-50種特定波長LED（300-1800nm）組成，通過獨(dú)立驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)波段功率調(diào)節(jié)，光譜匹配度達(dá)A級(jí)（偏差≤20%）。壽命超10萬小時(shí)，能耗僅為氙燈的30%，響應(yīng)時(shí)間≤1ms。
3.鹵素?zé)?/div>
特點(diǎn)：基于鎢絲-碘蒸氣循環(huán)，光譜覆蓋300-2600nm，600nm以上紅外能量占比60%，適合高溫日照模擬。成本為氙燈的1/5，但紫外波段能量不足，需紫外增強(qiáng)模塊彌補(bǔ)。
應(yīng)用：低精度耐候性實(shí)驗(yàn)（如建筑材料老化測試）、汽車內(nèi)飾材料評(píng)估。
二、太陽光模擬系統(tǒng)光學(xué)處理系統(tǒng)：塑造光場分布的關(guān)鍵
光學(xué)系統(tǒng)通過濾波、勻光、準(zhǔn)直三步，將光源輸出轉(zhuǎn)化為均勻、平行的模擬太陽光：
1.濾波系統(tǒng)
AM系列濾光片：核心修正元件，將光源光譜校準(zhǔn)至標(biāo)準(zhǔn)太陽光譜。通過高分辨率光譜儀實(shí)時(shí)監(jiān)測，動(dòng)態(tài)調(diào)整濾光片組合或光源功率，確保光譜匹配度偏差≤±25%。
2.勻光系統(tǒng)
積分球勻光：300-1000mm PTFE涂層積分球（反射率≥98%），光斑均勻性達(dá)±1.5%，適合小面積樣品（如太陽能電池片）。
透鏡陣列勻光：10×10單元微透鏡分割疊加，實(shí)現(xiàn)≥1m×1m大面積輻照，邊緣與中心偏差≤±5%，適用于光伏組件測試。
3.準(zhǔn)直系統(tǒng)
消色差透鏡組：焦距500-1000mm，將光束發(fā)散角控制在±0.5°內(nèi)，確保大尺寸樣品（如汽車外飾）受光一致。
拋物面鏡準(zhǔn)直：用于LED光源，通過光線在鏡面內(nèi)的多次反射，形成平行光斑，模擬“無窮遠(yuǎn)”太陽輻照。
三、太陽光模擬系統(tǒng)控制系統(tǒng)：精準(zhǔn)調(diào)控光環(huán)境的“大腦”
控制系統(tǒng)通過自動(dòng)化設(shè)備或計(jì)算機(jī)程序，實(shí)現(xiàn)光源參數(shù)的實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)與監(jiān)測：
1.參數(shù)調(diào)節(jié)
支持光強(qiáng)、光譜分布、光照時(shí)間（脈沖或穩(wěn)態(tài)）的靈活調(diào)整。
例如：在光催化材料測試中，可強(qiáng)化特定波段（如紫外區(qū)）以加速反應(yīng)；在汽車智能駕駛驗(yàn)證中，模擬隧道出入口強(qiáng)光突變場景。
2.狀態(tài)監(jiān)測
實(shí)時(shí)采集光強(qiáng)度、光譜、溫度、濕度等參數(shù)，確保模擬條件穩(wěn)定在預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。
例如：在航空航天熱平衡試驗(yàn)中，結(jié)合濕度控制，研究長期太空駐留對材料老化的影響。
四、太陽光模擬系統(tǒng)散熱系統(tǒng)：保障設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行的“守護(hù)者”
光源長時(shí)間工作會(huì)產(chǎn)生大量熱量，需通過風(fēng)冷或水冷裝置高效散熱：
1.氙燈散熱
采用水冷循環(huán)系統(tǒng)，溫差≤5℃，控溫精度±0.5℃，避免紅外波段尖峰因溫度升高而加劇。
2.LED散熱
使用微通道散熱技術(shù)，防止光譜漂移，確保多波段LED的穩(wěn)定性。
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