準直型太陽光模擬器是模擬地球外層空間太陽光高準直特性的關鍵設備。其核心功能是模擬地球外層空間太陽光的兩個關鍵特性：光譜與準直性。與普通模擬器不同，它追求極高的光束平行度，其發(fā)散角（準直角）需與真實太陽的約32角分（0.53°）相一致。下文，紫創(chuàng)測控Luminbox將對準直型太陽模擬器的工作原理與核心技術指標進行詳細闡述。

準直型太陽光模擬器的工作原理

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準直型太陽光模擬器光學系統(tǒng)的總體光路布局

準直型太陽光模擬器的核心原理是通過“光源→聚光→勻光→準直→成像”的光學鏈路，將地面光源轉化為與太空太陽光特性一致的準直光束，具體步驟如下：

光源發(fā)光：短弧氙燈垂直點燃，發(fā)出與太陽光光譜匹配的光束；

聚光匯聚：組合聚光鏡（橢球面鏡+ 球面鏡）將氙燈的發(fā)散光匯聚至光學積分器的入射端面，最大化收集光源能量；

光路轉向：平面反射鏡改變光束傳播方向，使光路布局更緊湊，適配設備結構；

勻光處理：光學積分器（場鏡+ 投影鏡）將匯聚后的不均勻光 “分割→疊加”，轉化為均勻光分布；

準直成像：準直物鏡將積分器輸出的均勻光準直，最終在600 mm 外的輻照面形成直徑200 mm、準直角 32′的模擬太陽光束。

光學積分器示意

整個過程的核心邏輯是：通過各組件的協(xié)同，既保證光束的高準直性（匹配太陽張角），又實現高輻照度（滿足測試能量需求），同時控制輻照均勻性（避免測試偏差）。

準直型太陽光模擬器的核心技術指標

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明確準直型太陽光模擬器為滿足“太空光照模擬需求”而設定的核心技術指標，可以更好的理解準直型太陽光模擬器的原理，這些指標是準直型太陽光模擬器光學系統(tǒng)設計的根本依據：

準直太陽模擬器光學系統(tǒng)的準直和反射部分

1. 準直特性：準直角為32′±2′（全角），與太陽在地球外層空間的視張角完全一致，是“準直型” 的核心標志；

2. 輻照強度：最大輻照度不低于0.8 個太陽常數（1 太陽常數≈1350 W/m2，故 0.8SC≈1080 W/m2），確保模擬太陽的能量密度；

3. 輻照面參數：輻照面直徑200 mm，工作距離（輻照面到準直物鏡距離）600 mm，覆蓋被測部件的測試需求；

4. 輻照均勻性：不均勻度優(yōu)于6%（實測可達4.65%），避免因光照不均導致測試誤差；

5. 光譜匹配：采用氙燈光譜，與太陽光光譜分布高度吻合，保證測試的真實性。

準直型太陽光模擬器的原理本質是：通過光學系統(tǒng)的協(xié)同設計，還原太空太陽光的準直特性與能量特性；以短弧氙燈為光源，組合聚光鏡提升能量收集效率；光學積分器實現勻光；準直物鏡保證準直性。實現更高的能量利用率和更好的均勻性，為高精度部件的研發(fā)與工業(yè)測試提供試驗技術。

Luminbox 全光譜準直型太陽光模擬器

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紫創(chuàng)測控Luminbox 全光譜準直型太陽光模擬器為跨行業(yè)材料提供高精度老化測試與性能驗證，能精準模擬自然光環(huán)境，支持光譜/ 亮度 / 色溫調控。

全光譜覆蓋：350nm-1100nm 光譜，貼近自然光權重

高動態(tài)亮度：2 米處 20,000-150,000Lux，滿足 HUD 亮度響應測試

強光抗擾驗證：直射模擬復現圖像模糊/ 重影問題場景

多場景適應：支持日間/ 夜間 / 隧道等光照動態(tài)切換測試

紫創(chuàng)測控Luminbox全光譜準直型太陽光模擬器以精密光學的工程化應用，可有效縮短從基礎研究到工業(yè)驗證的周期，為科研與工業(yè)的檢測提供可靠的“人工太陽”。將實驗室級創(chuàng)新轉化為產業(yè)化能力，助力航天航空、能源材料等領域的技術革新。