[发明专利]一种多光源混合太阳模拟装置的光轴对准方法

说明书

一种多光源混合太阳模拟装置的光轴对准方法所用装置主要包括调整机构Ⅰ、调整机构准Ⅱ、微动机构和接收器；光轴对准方法主要分为四个步骤。第一步骤，将氙灯置于氙灯聚光系统的第一焦点，光学积分器置于氙灯聚光系统的第二焦点；第二步骤，待氙灯、氙灯聚光系统和光学积分器同轴后，安装准直系统；第三步骤，待氙灯、氙灯聚光系统、光学积分器和准直系统同轴后，安装半反半透镜；第四步骤，关闭氙灯光源，安装LED阵列和LED光学系统。

技术领域

本发明涉及太阳模拟技术，尤其涉及一种多光源混合的太阳模拟装置的光轴对准方法。

背景技术

太阳模拟装置是一种在实验室环境下，模拟太阳几何特征和物理特征的装置。太阳模拟装置的模拟指标包括太阳辐照度、辐照均匀度和太阳准直角等。这些指标的实现，不但取决于光源大小、聚光效率、光阑位置、匀光效率，还跟太阳模拟装置中所有光学元件的光轴一致性有关。

传统的太阳模拟装置针对光轴的对准方法，主要是利用经纬仪瞄相对位置和光学系统的中心，并依靠机械件保证光学件的中心位置。而对于多光源混合太阳模拟装置而言，光轴不再是单一的，传统的光轴对准方法不再适用。

这里所说的多光源混合太阳模拟装置主要由氙灯、氙灯聚光系统、光学积分器、准直光学系统、半反半透镜、LED阵列和LED光学系统组成。多光源混合太阳模拟装置的模拟光束来自两个光源，分别是氙灯和LED阵列，并在半反半透镜的作用，将氙灯发出的平行光与LED阵列发出的平行光进行合束，在大辐照度的基础上，叠加了高光谱模拟精度。

针对现有技术中无法实现多光源混合太阳模拟装置光轴对准的技术缺陷，提出一种可实现多光源混合太阳模拟装置光轴对准的方法，已成为本领域技术人员急待解决的一个技术问题。

发明内容

本发明的技术目的是克服现有技术中，针对传统光轴对准方法无法实现多光源混合太阳模拟装置光轴对准的技术问题，提出一种多光源混合太阳模拟装置的光轴对准方法。

为实现以上技术目的，本发明的技术方案是：

一种多光源混合太阳模拟装置的光轴对准方法所用装置主要包括调整机构Ⅰ、调整机构准Ⅱ、微动机构和接收器；其中，具体包括置于光学积分器之下，用于调整光学积分器位置的调整机构Ⅰ；置于准直系统之下，用于调整准直系统位置的调整机构准Ⅱ；置于半反半透镜之右，用于调整半反半透镜位置的微动机构；置于半反半透镜之下，用于接收氙说明书2灯光源和LED阵列成像的接收器。

一种多光源混合太阳模拟装置的光轴对准方法主要分为四个步骤。第一步骤，将氙灯置于氙灯聚光系统的第一焦点，光学积分器置于氙灯聚光系统的第二焦点；第二步骤，待氙灯、氙灯聚光系统和光学积分器同轴后，安装准直系统；第三步骤，待氙灯、氙灯聚光系统、光学积分器和准直系统同轴后，安装半反半透镜；第四步骤，关闭氙灯光源，安装LED阵列和LED光学系统。

具体的，

第一步骤，将氙灯置于氙灯聚光系统的第一焦点，光学积分器置于氙灯聚光系统的第二焦点；点燃氙灯，观察氙灯经过氙灯聚光系统和光学积分器后的成像，并利用辐照度计对成像面进行测试，找到成像面Ⅰ内的能量最高点，将成像面Ⅰ内的能量最高点与成像面Ⅰ的几何中心对比；若二者重合，则表示氙灯、氙灯聚光系统和光学积分器同轴，若二者不重合，则表示氙灯、氙灯聚光系统和光学积分器不同轴，需要利用调整机构Ⅰ对光学积分器的位置进行调整，直至成像面Ⅰ内的能量最高点与成像面Ⅰ的几何中心重合。

第二步骤，待氙灯、氙灯聚光系统和光学积分器同轴后，安装准直系统，观察氙灯经过氙灯聚光系统、光学积分器和准直系统后的成像，并利用辐照度计对成像面Ⅱ进行测试，找到成像面Ⅱ内的能量最高点，将成像面Ⅱ内的能量最高点与成像面Ⅱ的几何中心对比；若二者重合，则表示氙灯、氙灯聚光系统、光学积分器和准直系统同轴，若二者不重合，则表示氙灯、氙灯聚光系统、光学积分器和准直系统不同轴，需要利用调整机构Ⅱ对准直系统的位置进行调整，直至成像面Ⅱ内的能量最高点与成像面Ⅱ的几何中心重合。