穩(wěn)態(tài)太陽(yáng)光模擬器是一種能夠持續(xù)、穩(wěn)定地模擬太陽(yáng)光譜輻射特性的設(shè)備，廣泛應(yīng)用于光伏材料研究、太陽(yáng)能電池效率測(cè)試等領(lǐng)域。
穩(wěn)態(tài)太陽(yáng)光模擬器的關(guān)鍵組成模塊及工作原理：
1. 光源系統(tǒng)
-氙弧燈主導(dǎo)方案
短弧氙燈因其連續(xù)寬帶譜特性成為主流選擇，通過高壓電離氣體產(chǎn)生等離子體放電發(fā)光，覆蓋從紫外到近紅外的廣闊范圍。配套橢圓反射鏡聚光設(shè)計(jì)可提升光利用率達(dá)90%以上。
注意：需配合濾液系統(tǒng)阻隔臭氧產(chǎn)生，并采用閉環(huán)水冷防止熱漂移影響輸出穩(wěn)定性。
2. 光學(xué)整形系統(tǒng)
-勻光積分器（Integrating Sphere）
利用漫反射原理實(shí)現(xiàn)光場(chǎng)的空間均質(zhì)化，配合可調(diào)孔徑光闌精確控制光束發(fā)散角。典型設(shè)計(jì)采用雙層嵌套結(jié)構(gòu)，內(nèi)外表面分別處理粗磨砂與鏡面涂層，達(dá)成角向均勻性優(yōu)于±3%。
-濾光組件校準(zhǔn)色溫
施圖姆玻璃（Schott Glass）組合濾除雜散紅外輻射，使色溫穩(wěn)定在5760K±25K范圍內(nèi)；加入中性密度衰減片動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)總輻照度。
3. 穩(wěn)態(tài)太陽(yáng)光模擬器準(zhǔn)直與準(zhǔn)直光學(xué)系統(tǒng)
-離軸拋物面鏡組消除像差，確保平行光束垂直照射樣本表面。采用消色差校正透鏡補(bǔ)償不同波長(zhǎng)聚焦差異，實(shí)現(xiàn)整個(gè)工作區(qū)域內(nèi)的焦深一致性大于±5μm。
-視場(chǎng)光闌限制雜散光，配合場(chǎng)鏡勻化邊緣照度，使有效輻照區(qū)域內(nèi)不均勻度控制在±1.5%以內(nèi)。
4. 反饋控制系統(tǒng)
-四通道監(jiān)測(cè)架構(gòu)
同步采集中心點(diǎn)、四角及邊緣共9個(gè)測(cè)試點(diǎn)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，通過PID算法驅(qū)動(dòng)快門開合角度調(diào)整和電源功率調(diào)制。采樣頻率高達(dá)1kHz以保證動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度。
-自校準(zhǔn)流程示例
初始化 → 預(yù)熱穩(wěn)定(30min) → 基準(zhǔn)電壓建立 → 多點(diǎn)標(biāo)定 → 閉環(huán)迭代修正 → 達(dá)標(biāo)鎖定
當(dāng)檢測(cè)到輻照度偏差超過閾值時(shí)，自動(dòng)觸發(fā)中性密度濾輪切換或燈電流微調(diào)進(jìn)行補(bǔ)償。
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