LED 태양광 시뮬레이터의 광학 시스템 설계 분석

LED 태양광 시뮬레이터의 광학 시스템 설계는 다음의 처리를 거쳐야 합니다. “광원 시스템 – 콘덴서 – 광학 적분기 – 시준 거울”. 여러 구성요소의 협업을 통해, 태양 복사를 시뮬레이션하고 시준의 균형을 유지합니다., 균일성과 스펙트럼 매칭. 광원 시스템은 특정 시준 렌즈를 사용하여 발산 각도를 2° 이내로 줄이고 AM1.5에 따라 스펙트럼을 일치시킵니다.. 콘덴서는 손실을 줄이기 위해 포물선형 거울을 사용합니다., 광학 적분기는 반사를 사용하여 빛을 고르게 만듭니다., 시준 거울은 평행한 광점을 방출합니다.. 그룹의 거의 의존 20 수년간의 고급 테스트 장비 연구 및 개발 경험, Zicuang Measurement and Control의 Luminbox는 세 가지 기술 경로를 포괄합니다.: 주도의, 할로겐 램프, 그리고 크세논 램프. 다음 텍스트는 LED 태양광 시뮬레이터의 광학 시스템 설계를 자세히 설명합니다..
LED 솔라 시뮬레이터의 구성 및 작동 원리

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LED 솔라 시뮬레이터의 광학 구조 개략도
LED 태양광 시뮬레이터는 주로 LED 광원으로 구성됩니다., 소각 시준 렌즈, 포물선 거울, 광학 적분기 등. LED 태양광 시뮬레이터가 작동할 때, LED 광원에서 방출된 램버시안 빛은 시준 렌즈를 통과한 후 평행 광선으로 변환됩니다.. 이 광선은 포물면 거울에 의해 수렴되어 광학 적분기로 들어갑니다., 다중 반사가 발생하는 곳. 각 반사는 가상 광원을 형성합니다., 여러 가상 광원의 중첩을 통해 궁극적으로 균일한 빛을 구현합니다.. 균일한 광선은 포물선형 거울을 통해 평행하게 빠져나와 일정 거리에서 테스트 표면에 균일한 조사 표면을 형성합니다.. 입사광 방향에서 보면, 그것은 마치 에서 오는 것처럼 보인다. “무한한 거리” 태양의, 이를 통해 태양 복사를 시뮬레이션합니다..
광원 시스템 설계

시준 조명 디자인
2_upscayl_3x_high-fidelity-4x.png의 시준된 사후 분포 곡선
LED에서 방출되는 빛은 램버시안 분포를 따르며 발산각이 큽니다. (반각은 일반적으로 60°보다 큽니다.), 따라서 광 경로의 시준을 달성하려면 보조 광학 분배가 필요합니다.. 디자인에서, 표면광원과 한계광선 이론을 기반으로 한 소각 시준 렌즈를 채택했습니다.. 렌즈 소재는 굴절률이 1.49, 빛 투과율이 높고 가공 비용이 저렴함. 렌즈에 의한 빛의 굴절 조절을 통해, 발산 각도 (반각) 빛의 밝기를 2° 이내로 줄일 수 있습니다.. 이 디자인은 빛이 광학 적분기의 조리개 내에 집중적으로 입사되도록 보장합니다., 빛에너지 활용률을 획기적으로 향상시키고, 이후 균일한 배광 및 시준을 위한 기반 마련.

2. 스펙트럼 디자인
스펙트럼 매칭은 자연광을 시뮬레이션하기 위한 핵심 지표입니다.. LED 칩 선택 및 조합은 AM1.5 표준 태양광 스펙트럼을 기반으로 해야 합니다.. 이 디자인은 300nm~1100nm의 스펙트럼 범위를 포괄합니다., 단일 밴드 LED 칩은 8개의 키 밴드에서 선택됩니다. (300-400nm, 400-500nm, 500-600nm, 600-700nm, 700-800nm, 800-900nm, 900-1000nm, 1000-1100nm) 그리고 기판 위에 배열로 배열됩니다.. 각 밴드별 LED 칩의 구동 전류와 광량 출력을 정밀하게 제어함으로써, AM1.5 스펙트럼과의 높은 유사성 일치를 달성할 수 있습니다., 다양한 응용 시나리오의 스펙트럼 요구 사항 충족.
콘덴서 렌즈 디자인

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포물선형 거울 집중 시뮬레이션
콘덴서는 포물선 거울을 채택합니다., 그의 광학적 특성은 다음과 같다: 대칭축에 평행한 광선, 반성 후, 기하수차 없이 모두 단일 초점으로 수렴할 수 있음, 또한 광로의 가역성을 만족합니다. (초점에서 방출된 광선은 반사 후 평행광을 형성할 수 있습니다.). 시준 렌즈의 평행광 출력이 초점 위치에 효율적으로 수렴될 수 있도록 설계 매개변수를 시준 렌즈 배열과 일치시켜야 합니다., 초점 위치는 후속 광 균질화 구성요소의 입력 포트와 정확하게 일치합니다., 빛 에너지 손실 최소화.

광학 적분기 설계

핵심 균일 조명 구성요소로서, 광학 적분기는 수렴 후 불균일한 빛을 내부 벽의 다중 전반사를 통해 균일한 광선으로 변환합니다.. 입사된 빛이 광혼합봉의 내벽에 반사되어 빛이 균일해지는 원리, 다수의 “가상 광원” 형성된다, 여러 가상 광원의 중첩을 통해 방출된 빛의 균일성이 궁극적으로 달성됩니다.. 디자인에서, 세 가지 매개변수를 고려해야 합니다.: 첫 번째, 단면 모양, 정사각형 또는 정육각형 단면은 더 높은 조명 균일성을 달성할 수 있습니다.; 두번째, 길이, 너무 길면 빛 에너지 손실이 증가합니다., 너무 짧으면 불충분한 균일한 빛이 발생합니다.; 제삼, 입사광의 공간 및 각도 분포.
시준 반사경의 디자인

광적분기에 의해 균질화된 빛은 균일성이 우수하지만, 대형 광점의 병렬 출력을 달성하려면 시준 거울을 통과해야 합니다.. 솔라 시뮬레이터의 이미징 시스템은 이미징 품질 향상을 목표로 하지 않지만, 수차가 크면 태양 시뮬레이션 시스템의 조사 표면의 빛 에너지 활용률이 감소합니다.. 그러므로, 디자인에, 시준을 위해 포물선 거울을 사용할 수 있습니다.. 포물선 거울의 상단이 열립니다., 광 적분기의 출력 포트는 포물선 거울의 초점에 배치됩니다..
요약하면, LED 태양광 시뮬레이터의 광학 시스템 설계는 모든 핵심 구성 요소 간의 정확한 조정이 필요한 엔지니어링 프로젝트입니다.: 광원 시스템은 시준 렌즈를 통해 발산각을 줄입니다., 다중 대역 칩은 AM1.5 스펙트럼과 일치합니다.. 콘덴서 렌즈는 초점을 연결하여 빛 에너지 손실을 줄입니다.. 광학 적분기는 합리적인 매개변수로 균일한 광 분포를 보장합니다.. 시준 반사경은 궁극적으로 대형 평행 광점의 출력을 달성합니다.. 각 링크는 다음의 목표를 밀접하게 준수합니다. “효율적인 빛 전달과 정밀한 시뮬레이션”, 관련 분야의 실험적 연구 및 기술 혁신을 위한 장비 지원.

Heyi 대면적 LED 태양광 시뮬레이터 PCB 모듈

Heyi Measurement and Control의 Heyi 전체 스펙트럼 대면적 LED 태양광 시뮬레이터는 균일한 조사에서 3중 혁신을 달성했습니다., A+AA+ 종합 성능으로 정확한 스펙트럼과 안정적인 작동. 권위 있는 인증을 통과했으며 재료 테스트를 위한 매우 안정적이고 표준화된 전체 스펙트럼 조명 솔루션을 제공합니다., 더 높은 정밀도와 반복성을 향한 광촉매 활성 테스트의 발전 촉진.