Módulo de placa PCBA de simulador solar LED 200-1750 nm
El diseño del sistema óptico del simulador solar LED debe pasar por el procesamiento de “sistema de fuente de luz – condensador – integrador óptico – espejo colimador”. A través de la colaboración de múltiples componentes, simula la irradiación solar y equilibra la colimación, uniformidad y coincidencia espectral. El sistema de fuente de luz utiliza una lente colimadora específica para reducir el ángulo de divergencia a 2° y coincide con el espectro según AM1.5.. El condensador utiliza un espejo parabólico para reducir las pérdidas., el integrador óptico utiliza la reflexión para igualar la luz, y el espejo colimador emite un punto de luz paralelo. Confiando en el casi 20 Años de experiencia en investigación y desarrollo de equipos de prueba de alta gama., Luminbox de Zicuang Measurement and Control ha logrado la cobertura de tres rutas técnicas: CONDUJO, lámparas halógenas, y lámparas de xenón. El siguiente texto detallará el diseño del sistema óptico del simulador solar LED..
La composición y el principio de funcionamiento del simulador solar LED
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Diagrama esquemático de la estructura óptica del simulador solar LED.
El simulador solar LED se compone principalmente de una fuente de luz LED., lente colimadora de ángulo pequeño, espejo parabólico, Integrador óptico, etc.. Cuando el simulador solar LED está funcionando, la luz lambertiana emitida por la fuente de luz LED se transforma en un haz de luz paralelo después de pasar a través de la lente colimadora. Este haz de luz es convergente por el espejo parabólico y entra en el integrador óptico., donde ocurren múltiples reflejos. Cada reflejo forma una fuente de luz virtual., Y la luz uniforme se logra en última instancia mediante la superposición de múltiples fuentes de luz virtuales.. El haz de luz uniforme sale entonces en paralelo a través del espejo parabólico y forma una superficie de irradiación uniforme sobre la superficie de prueba a una distancia determinada.. Cuando se ve desde la dirección de la luz incidente, parece como si viniera del “distancia infinita” del sol, simulando así la irradiación solar.
Diseño del sistema de fuente de luz.
Diseño de luz colimada
Curva de posdistribución colimada de 2_upscayl_3x_high-fidelity-4x.png
La luz emitida por el LED sigue una distribución lambertiana y tiene un gran ángulo de divergencia (el semiángulo suele ser mayor que 60°), requiriendo así una distribución óptica secundaria para lograr la colimación del camino de la luz. en el diseño, Se adopta una lente colimadora de ángulo pequeño basada en la teoría de fuentes de luz superficiales y rayos marginales.. El material de la lente está hecho de polimetacrilato de metilo con un índice de refracción de 1.49, que tiene alta transmitancia de luz y bajo costo de procesamiento. Mediante la regulación de la refracción de la luz por la lente., el ángulo de divergencia (medio ángulo) de la luz se puede reducir a 2°. Este diseño garantiza que la luz incide concentrada dentro de la apertura del integrador óptico., mejorando significativamente la tasa de utilización de la energía luminosa y sentando las bases para una posterior distribución uniforme de la luz y colimación.
2. Diseño espectral
La coincidencia espectral es el indicador principal para simular la luz natural.. La selección y combinación de chips LED deben basarse en el espectro solar estándar AM1.5. El diseño cubre el rango espectral de 300 nm a 1100 nm., y los chips LED de una sola banda se seleccionan en ocho bandas clave (300-400Nuevo Méjico, 400-500Nuevo Méjico, 500-600Nuevo Méjico, 600-700Nuevo Méjico, 700-800Nuevo Méjico, 800-900Nuevo Méjico, 900-1000Nuevo Méjico, 1000-1100Nuevo Méjico) y dispuestos en una matriz sobre el sustrato. Controlando con precisión la corriente de conducción y la salida de intensidad de la luz de los chips LED de cada banda, Se puede lograr una alta similitud con el espectro AM1.5., Cumplir con los requisitos espectrales de diferentes escenarios de aplicación..
Diseño de lente de condensador
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Simulación de concentración de espejo parabólico.
El condensador adopta un espejo parabólico., cuyas características ópticas son las siguientes: rayos de luz paralelos al eje de simetría, después de la reflexión, Todos pueden converger en un solo foco sin aberración geométrica., y también satisface la reversibilidad del camino óptico. (Los rayos de luz emitidos desde el foco pueden formar luz paralela después de la reflexión.). Los parámetros de diseño deben coincidir con el conjunto de lentes colimadores para garantizar que la salida de luz paralela de la lente colimadora pueda converger eficientemente a la posición de enfoque., y la posición de enfoque corresponde exactamente al puerto de entrada del componente homogeneizador de luz posterior, Minimizar la pérdida de energía luminosa..
Diseño de integrador óptico
Como componente central de luz uniforme, El integrador óptico convierte la luz no uniforme después de la convergencia en un haz uniforme a través de múltiples reflexiones totales en sus paredes internas.. El principio de su luz uniforme es que cuando la luz incidente se refleja en la pared interior de la varilla mezcladora de luz, múltiple “fuentes de luz virtuales” se forman, y la uniformidad de la luz emitida se logra en última instancia mediante la superposición de múltiples fuentes de luz virtuales.. en el diseño, Es necesario considerar tres parámetros.: primero, la forma de la sección transversal, una sección transversal cuadrada o hexagonal regular puede lograr una mayor uniformidad de iluminación; segundo, la longitud, demasiado tiempo provocará una mayor pérdida de energía luminosa, y demasiado corto dará como resultado una luz uniforme insuficiente; tercero, la distribución espacial y angular de la luz incidente.
El diseño del reflector colimador.
Aunque la luz después de ser homogeneizada por el integrador óptico tiene una excelente uniformidad, necesita pasar a través de un espejo colimador para lograr una salida paralela de un punto de luz de gran tamaño. Aunque el sistema de imágenes del simulador solar no tiene como objetivo mejorar la calidad de las imágenes., Las grandes aberraciones reducirán la tasa de utilización de energía luminosa de la superficie de irradiación del sistema de simulación solar.. Por lo tanto, en el diseño, Se puede utilizar un espejo parabólico para la colimación.. Se abre la parte superior del espejo parabólico., y el puerto de salida del integrador óptico se coloca en el foco del espejo parabólico.
En resumen, El diseño del sistema óptico del simulador solar LED es un proyecto de ingeniería que requiere una coordinación precisa entre todos los componentes principales.: El sistema de fuente de luz reduce el ángulo de divergencia mediante una lente colimadora., y los chips multibanda coinciden con el espectro AM1.5. La lente del condensador conecta el foco para reducir la pérdida de energía luminosa.. El integrador óptico garantiza una distribución uniforme de la luz con parámetros razonables.. El reflector colimador logra finalmente la salida de un punto de luz paralelo de gran tamaño.. Cada eslabón se adhiere estrechamente al objetivo de “transmisión de luz eficiente y simulación precisa”, Proporcionar soporte de equipos para la investigación experimental y la innovación tecnológica en campos relacionados..
Módulo de PCB de simulador solar LED de área grande Heyi
El simulador solar LED de gran superficie y espectro completo Heyi de Heyi Measurement and Control logra un triple avance en la irradiación uniforme, Espectro preciso y funcionamiento estable con rendimiento integral A+AA+.. Ha pasado una certificación autorizada y proporciona una solución de iluminación de espectro completo altamente confiable y estandarizada para pruebas de materiales., promover el avance de las pruebas de actividad fotocatalítica hacia una mayor precisión y repetibilidad.