[发明专利]太阳模拟器光学系统

摘要

本发明公开了一种太阳模拟器光学系统，包括氙灯、椭球面聚光镜、第一平面反射镜、光学积分器、光学滤光片、第二平面反射镜、离轴抛物面反射镜和外壳。氙灯位于椭球面聚光镜第一焦点处，光学积分器为对称式结构，由两组元素透镜阵列组成，前组透镜为积分器场镜，位于椭球面聚光镜的第二焦点处，后组透镜为积分器投影透镜，位于准直镜前焦面处；离轴抛物镜为系统准直镜。系统采用两块平面反射镜，可有效折叠光路，压缩光路尺寸；系统为离轴反射准直系统，光束准直角较大，辐射均匀性较高，且不存在输出光束中心遮拦问题；系统搭建的框架为镜像的“4”，这种光路结构可根据设计需求灵活地调节出射光束中心高度。

主权项

一种太阳模拟器光学系统，其特征在于：光学系统结构形似镜像的数字“4”，包括氙灯（1）、椭球面聚光镜（2）、第一平面反射镜（3）、光学积分器组件（4）、滤光片（5）、第二平面反射镜（6）、离轴抛物面反射镜（7）和外壳（8）；氙灯（1）、椭球面聚光镜（2）、第一平面反射镜（3）、光学积分器组件（4）、滤光片（5）、第二平面反射镜（6）和离轴抛物面反射镜（7）均置于外壳（8）内，外壳（8）一侧设有出光口，所述光学积分器组件（4）采用对称式结构，由两组元素透镜阵列组成，每组元素透镜阵列均由多个六边形元素透镜紧密相接排列形成，前组透镜为积分器场镜（9），后组透镜为投影透镜（10）；氙灯（1）位于椭球面聚光镜（2）第一焦点处，积分器组件（4）的积分器场镜（9）位于椭球面聚光镜（2）的第二焦点处，投影透镜（10）位于离轴抛物面反射镜（7）的前焦面处，第一平面反射镜（3）位于氙灯（1）和积分器（4）场镜之间，光学滤光片（5）位于积分器组件（4）投影透镜后，第二平面反射镜（6）位于光学滤光片（5）和离轴抛物面反射镜（7）之间；氙灯（1）发出的光线经椭球面聚光镜（2）反射后到达第一平面反射镜（3），并经由第一平面反射镜（3）折转后汇聚投影到积分器组件（4）的积分器场镜（9）上，再经过投影透镜（10）后变为均匀光束；投影透镜（10）出射的均匀光束通过光学滤光片（5），氙灯光谱得到修正，保证出射光束的光谱接近太阳光谱；其后光束经过第二平面反射镜（6）反射折转到达离轴抛物面反射镜（7）上，最终经离轴抛物面反射镜（7）的反射，光束通过外壳（8）的出光口准直出射。