Analyse des optischen Systemdesigns von LED -Solarsimulatoren

Das optische Systemdesign des LED -Solarsimulators muss die Verarbeitung von durchlaufen “Lichtquellensystem – Kondensator – Optischer Integrator – Kollimierungsspiegel”. Durch die Zusammenarbeit mehrerer Komponenten, Es simuliert die Sonneneinstrahlung und gleicht die Kollimation aus, Einheitlichkeit und spektraler Matching. Das Lichtquellensystem verwendet eine spezifische Kollimierungslinse, um den Divergenzwinkel auf 2 ° zu reduzieren und dem Spektrum gemäß AM1.5 übereinzustimmen. Der Kondensator verwendet einen Parabolspiegel, um den Verlust zu verringern, Der optische Integrator verwendet Reflexion, um das Licht auszugleichen, und der kollimierende Spiegel emittiert einen parallelen leichten Fleck. Sich fast auf die Gruppe verlassen 20 jahrelange Erfahrung in der High-End-Testausrüstungforschung und -entwicklung, Die Luminbox von Zicuang Mess und Control hat die Abdeckung von drei technischen Routen erreicht: LED, Halogenlampen, und Xenon -Lampen. Der folgende Text beschreibt das optische Systemdesign des LED -Solarsimulators.
Die Komposition und das Arbeitsprinzip des LED -Solarsimulators

1_UPSCAYL_3X_HIGH-FIDELITY-4X.PNG
Optische Strukturschema -Diagramm des LED -Solarsimulators
Der LED -Solarsimulator besteht hauptsächlich aus LED -Lichtquelle, Kleinwinkel-Kollimationsobjektiv, Parabolspiegel, optischer Integrator und so weiter. Wenn der LED -Solarsimulator funktioniert, Das lambertische Licht, das von der LED -Lichtquelle emittiert wird. Dieser Lichtstrahl wird durch den parabolischen Spiegel konvergiert und tritt in den optischen Integrator ein, wo mehrere Reflexionen auftreten. Jede Reflexion bildet eine virtuelle Lichtquelle, und das gleichmäßige Licht wird letztendlich durch die Überlagerung mehrerer virtueller Lichtquellen erreicht. Der gleichmäßige Lichtstrahl verlässt dann parallel durch den parabolischen Spiegel und bildet eine gleichmäßige Bestrahlungsoberfläche auf der Testoberfläche in einem bestimmten Abstand. Wenn man aus der Richtung des einfallenden Lichts betrachtet, Es scheint, als würde es von der kommen “unendliche Entfernung” der Sonne, Dadurch simuliert die Sonneneinstrahlung.
Lichtquellensystemdesign

Kollimiertes Lichtdesign
Kollimierte Nachverteilungskurve von 2_upscayl_3x_High-Fidelity-4x.png
Das von der LED emittierte Licht folgt einer lambertischen Verteilung und hat einen großen Divergenzwinkel (Der Halbwinkel ist normalerweise größer als 60 °), somit eine sekundäre optische Verteilung erfordert, um die Kollimation des Lichtwegs zu erreichen. Im Design, Ein kleinwinkelkollimierter Linse, der auf der Theorie von Oberflächenlichtquellen und Randstrahlen basiert, wird angewendet. Das Objektivmaterial besteht aus Polymethylmethacrylat mit einem Brechungsindex von 1.49, das hat eine hohe Lichtübertragung und niedrige Verarbeitungskosten. Durch die Brechungsregulation des Lichts durch die Linse, Der Divergenzwinkel (Halbwinkel) des Lichts kann auf innerhalb von 2 ° reduziert werden. Dieses Design stellt sicher, dass das Licht in der Blende des optischen Integrators konzentriert ist, signifikant Verbesserung der Nutzungsrate von Lichtenergie und Grundlage einer Grundlage für die nachfolgende gleichmäßige Lichtverteilung und Kollimation.

2. Spektraldesign
Die Spektralanpassung ist der Kernindikator für die Simulation natürlicher Licht. Die Auswahl und Kombination von LED -Chips sollte auf dem AM1.5 -Standard -Solarzspektrum basieren. Das Design deckt den Spektralbereich von 300 nm bis 1100 nm ab, und Einzelband-LED-Chips werden in acht Schlüsselbändern ausgewählt (300-400nm, 400-500nm, 500-600nm, 600-700nm, 700-800nm, 800-900nm, 900-1000nm, 1000-1100nm) und in einem Array auf dem Substrat angeordnet. Durch genau steuern, Eine hohe Ähnlichkeitsübereinstimmung mit dem AM1.5 -Spektrum kann erreicht werden, Erfüllung der spektralen Anforderungen verschiedener Anwendungsszenarien.
Kondensator -Objektivdesign

3_UPSCAYL_3X_HIGH-FIDELITY-4X.PNG
Parabolspiegelkonzentrationsimulation
Der Kondensator nimmt einen parabolischen Spiegel an, deren optische Eigenschaften wie folgt sind: Lichtstrahlen parallel zur Symmetrieachse, Nach Reflexion, kann alle in einem einzigen Fokus ohne geometrische Aberration konvergieren, und es erfüllt auch die Reversibilität des optischen Pfades (Aus dem Fokus emittierte Lichtstrahlen können nach der Reflexion paralleles Licht bilden). Die Entwurfsparameter müssen mit dem Kollimations -Objektiv -Array übereinstimmen, um sicherzustellen, und die Fokusposition entspricht genau dem Eingangsanschluss der nachfolgenden homogenisierenden Komponente der leichten homogenisierenden Komponente, Minimierung des Lichtergieverlusts.

OPTICAL Integrator Design

Als einheitliche Kernkomponente, Der optische Integrator wandelt das ungleichmäßige Licht nach Konvergenz in einen gleichmäßigen Strahl durch mehrere Gesamtreflexionen an seinen inneren Wänden um. Das Prinzip seines gleichmäßigen Lichts ist, dass, wenn das einfallende Licht an der inneren Wand der Lichtmischstange reflektiert wird, mehrere “Virtuelle Lichtquellen” werden gebildet, und die Einheitlichkeit des emittierten Lichts wird letztendlich durch die Überlagerung mehrerer virtueller Lichtquellen erreicht. Im Design, Drei Parameter müssen berücksichtigt werden: Erste, die Querschnittsform, Ein quadratischer oder regelmäßiger sechseckiger Querschnitt kann eine höhere Erleuchtungsgleichmäßigkeit erzielen; zweite, die Länge, Zu lang wird zu einem erhöhten Lichtergieverlust führen, und zu kurz führt zu unzureichendem gleichmäßigem Licht; dritte, die räumliche und eckige Verteilung des einfallenden Lichts.
Das Design von Kollimationsreflektor

Obwohl das Licht, nachdem er vom optischen Integrator homogenisiert wurde, Es muss durch einen kollimierenden Spiegel gehen, um eine parallele Ausgabe eines großen Lichtspots zu erzielen. Obwohl das Bildgebungssystem des Solarsimulators nicht darauf abzielt, die Bildgebungsqualität zu verbessern, Große Aberrationen reduzieren die Lichtnutzungsrate der Bestrahlung des Solarsimulationssystems. daher, im Design, Ein parabolischer Spiegel kann zur Kollimation verwendet werden. Die Oberseite des Parabolenspiegels ist geöffnet, und der Ausgangsanschluss des optischen Integrators wird im Fokus des Parabolenspiegels platziert.
Zusammenfassend, Das optische Systemdesign des LED -Solarsimulators ist ein technisches Projekt, das eine präzise Koordination zwischen allen Kernkomponenten erfordert: Das Lichtquellensystem reduziert den Divergenzwinkel durch eine Kollimierungslinse, und Multi-Band-Chips stimmen mit dem AM1.5-Spektrum überein. Das Kondensatorobjektiv verbindet den Fokus auf die Reduzierung des Lichtergieverlusts. Der optische Integrator sorgt für eine gleichmäßige Lichtverteilung mit angemessenen Parametern. Der kollimierende Reflektor erreicht letztendlich die Ausgabe eines großen parallelen Lichtspots. Jeder Link hält sich eng an das Ziel von fest “effiziente Lichtübertragung und präzise Simulation”, Bereitstellung von Ausrüstungsunterstützung für experimentelle Forschung und technologische Innovation in verwandten Bereichen.

Heyi LED -LED -Solarsimulator -PCB -Modul mit großer Fläche

Der Hoyi-Full-Spektrum-LED-Solarsimulator aus der Heyi-Messung und -kontrolle erzielt einen dreifachen Durchbruch bei gleichmäßiger Bestrahlung, Präzises Spektrum und stabiler Betrieb mit A+ AA+ umfassende Leistung. Es hat eine maßgebliche Zertifizierung bestanden und bietet eine sehr zuverlässige und standardisierte Vollspektrum-Beleuchtungslösung für Materialtests, Förderung der Weiterentwicklung der photokatalytischen Aktivitätstests in Richtung höherer Präzision und Wiederholbarkeit.