[实用新型]一种光谱模拟系统

说明书

本实用新型提供了一种光谱模拟系统，包括：发光模组、超表面会聚元件、混光器和分光透镜；发光模组包括多种光源；超表面会聚元件的超表面结构单元用于将发光模组发出的至少一种所需波长的至少部分光线会聚至混光器，且任意一种所需波长的至少部分光线能够被至少部分超表面结构单元会聚至混光器；混光器用于将多种所需波长的光线进行混合；分光透镜用于对混合后的光线进行分光，并出射。通过本实用新型实施例提供的光谱模拟系统，利用超表面会聚元件实现对多种所需波长的光线的会聚，结构简单，成本低，且易集成化。并且，该光谱模拟系统的尺寸可以做到较小，整体更加微型化，能够适用于小型化的应用场景，可以与更多的应用场景兼容。

技术领域

本实用新型涉及模拟光谱技术领域，具体而言，涉及一种光谱模拟系统。

背景技术

光谱模拟系统用于模拟生成所需的光谱，例如太阳光模拟系统可以模拟生成太阳光(或自然光)。由于光谱模拟系统本身体积紧凑科学，测试过程不受环境、气候、时间等因素影响，从而避免了室外测量的各种因素限制，有利于结果的重现，所以现在国内外广泛用室内模拟测试来代替室外测试。

太阳光模拟系统等广泛应用于材料老化性能测试，汽车内外饰老化测试，太阳能电池特性测试，特殊照明，光电材料特性测试，环境研究等。作为衡量产品的技术指标，可以从光谱分布、积分强度均匀性和光辐射状态的稳定性三个方面考量光源与真实阳光的一致性。

当前的光谱模拟系统中的光源模组中，每一个光源都配有一个聚焦透镜，成本较高，且存在不同透镜之间的对准问题，增加了系统复杂度。另外，受限于传统透镜尺寸，当前的光谱模拟系统尺寸较大，不适宜一些小型化的应用场景。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型实施例的目的在于提供一种光谱模拟系统。

本实用新型实施例提供了一种光谱模拟系统，包括：发光模组、超表面会聚元件、混光器和分光透镜；

所述发光模组包括多种光源，每种所述光源用于发出一种所需波长的光线；

所述超表面会聚元件包括多个超表面结构单元，所述超表面结构单元用于将所述发光模组发出的至少一种所述所需波长的至少部分光线会聚至所述混光器，且任意一种所述所需波长的至少部分光线能够被至少部分所述超表面结构单元会聚至所述混光器；

所述混光器用于将多种所述所需波长的光线进行混合，并向所述分光透镜出射混合后的光线；

所述分光透镜用于对所述混合后的光线进行分光，并出射。

在一种可能的实现方式中，所述超表面会聚元件包括被划分出的多个区域；

每个所述区域包含能够将相同的至少一种所述所需波长的光线会聚至所述混光器的多个超表面结构单元。

在一种可能的实现方式中，所有的所述区域具有相同的顶点。

在一种可能的实现方式中，能够发出相同目标波长的光线的多个光源设置在目标区域处；

所述目标波长为一种所述所需波长，所述目标区域为一个所述区域，且所述目标区域中的所述超表面结构单元能够将所述目标波长的光线会聚至所述混光器。

在一种可能的实现方式中，所述超表面会聚元件中，能够将不同的至少一种所述所需波长的光线会聚至所述混光器的多个超表面结构单元随机排列或交错排列。

在一种可能的实现方式中，所述超表面会聚元件包括透明基底层和设置在所述透明基底层上的多个纳米结构。

在一种可能的实现方式中，所述纳米结构周围设有透明的填充物，所述填充物的折射率与所述纳米结构的折射率之间的差值大于或等于0.5。

在一种可能的实现方式中，所述混光器位于所述分光透镜的一倍焦距以内或者一倍焦距处。