3A级大型脉冲式太阳模拟器的仿真与实现

在光学仿真软件LightTools环境下设计了一种由长弧氙灯、椭球面矩形反射体、光学挡光板等部件构成的大面积、近距离的3A级大型脉冲式太阳模拟器,对椭球面矩形反射体的曲面系数和曲率,以及光学挡光板的大小、形状、位置等参数进行研究与优化,并制造了大型脉冲式太阳模拟器原型系统的实物。实测结果表明:在距离光源4 m位置的辐照面(3 m×2 m)上,平均辐照度在1000±5 W/m^(2)时获得的辐照不均匀度及辐照不稳定度分别低至1.86%和0.289%,在300~1200 nm波长范围内的光谱匹配度为0.91~1.08,达到IEC60904-9:2020标准中关于3A级太阳模拟器的要求。该原型系统的成功研制为光伏、育种、航天等领域的应用提供了技术支持和实践经验,为国家碳达峰及碳中和目标的实现提供了助力。