太阳模拟器中长方形光学积分器的应用与研究

针对要求辐照面为长方形的太阳模拟器提出和应用了长方形光学积分器,并对这种太阳模拟器的光学积分器系统进行了详细的阐述,给出了不同长宽比情况下,元素透镜的宽度归一化后元素透镜的分布和数目表格,为以后长方形辐照面的太阳模拟器光学系统设计提供了参考.     

光学积分器的元素透镜数量和形状对太阳模拟器均匀性的影响

光学积分器是实现太阳模拟器辐照面均匀 性的关键元件, 构成光学积分器的元素透镜的数量和形状直接影响太阳模拟器的均匀性。本文采用仿真分析 的方法研究了 6种不同数量的元素透镜对辐照面均匀性的影响,并得出了5个重要结论;同时研究了采用两 种不同形状 的元素透镜对辐照面均匀性的影响,指出当要求辐照面为圆形时,正六边形元素透镜较正方 形元素透镜的 结构更佳。本文研究结论可为太阳模拟器中光学积分器的设计和选型提供重要参考。     

气象辐射标定系统中太阳模拟器的设计

为了解决对太阳辐射测量仪器的检测问题,提出一种高精度的气象辐射标定系统。重点阐述了系统中太阳模拟器聚光系统、光学积分器的优化技术;详细论述了影响太阳模拟器均匀度的积分器像差以及积分器投影镜组的离焦效果,并提出最佳离焦量的经验公式,设计了准直光学系统,并用LightTools软件对系统进行仿真;最后,对系统中的太阳模拟器进行测试。测试数据表明:该太阳模拟器可模拟一个太阳常数,辐照面范围为200 mm,辐照不均匀度在60 mm范围内小于1%,在（60-200）mm范围内小于2%,不稳定度优于1%/h,满足气象辐射标定系统的要求。     

卫星仿真测试用太阳模拟器和地球模拟器设计

讨论了卫星姿态仿真用太阳模拟器的设计要求,详细叙述了太阳模拟器光学系统的结构及主要设计部分的设计内容、方法、过程和关键技术.针对高轨道和低轨道两种情况,介绍了地球模拟器的研制方案.     

提高太阳模拟器辐照均匀性的光学系统优化设计

针对提高太阳模拟器辐照均匀性的要求,提出对聚光镜及积分器进行优化设计的方法,在保证较高能量利用率的基础上,实现大幅提高辐照均匀性的目的。通过光学软件LightTools对设计结果进行仿真验证,并与原始设计的太阳模拟器的光学系统均匀性进行比较,证明了所采取优化方法的正确性与可行性。     

大型太阳模拟器准直镜装调及辐照特性测试

由于太阳模拟器可以精确模拟太阳光,近年来,越来越多空间环境模拟试验采用太阳模拟器来模拟在轨高温环境。介绍了一个有效光束直径2 m的大型太阳模拟器,其准直镜由19块正六边形的球面单元镜拼接而成;分析了球面反射镜光学装调常用方法,以球心自校准法为基础,提出一种拼接式反射镜的装调方案;详述了该拼接式准直镜的装调过程,拼接后有效口径2 710 mm,半径13 280 mm;此外,还介绍了大气环境下、真空低温环境下和真空热试验过程中大型太阳模拟器主要辐照特性检测方法及装置,为太阳模拟器在工程中的更好应用提供参考。     

高精度准直式太阳模拟器光机结构设计

为了实现对卫星控制系统中太阳敏感器的高精度地面标定和测试,提出一种真实模拟太阳光辐射特性的高精度准直式太阳模拟器设计方案,根据模拟器热功率高的特点,对氙灯与组合聚光镜、转向平面反射镜、光学积分器等主要组成部分进行了详细的光机结构与热控结构的设计.运用Ansys软件进行热学仿真分析,保证热控结构设计的合理性与最优性.通过实际检测,设计的太阳模拟器可以真实地模拟太阳光辐射特性,准直角小于32',辐照面小于100 mm时,不均匀度优于1.6 %;辐照面在(100~300) mm时,不均匀度优于4.2 %,满足对高精度太阳敏感器的地面标定和精度测试.     

太阳模拟器的新发展

太阳模拟器作为一种重要的试验与测试设备正广泛应用于航天领域和太阳能利用领域。介绍了使用最多的传统型太阳模拟器的结构组成和工作原理,论述了其优缺点及存在价值。着重叙述了当今涌现的具有代表性的新型太阳模拟器的系统组成和实现形式,如LED太阳模拟器、多光源太阳模拟器、均光棒太阳模拟器、积分球太阳模拟器、光纤传输太阳模拟器和运动式太阳模拟器等。并对它们进行了比较分析,总结了其发展趋势。     

LED太阳模拟器的研究

设计了一种新型太阳模拟器.该太阳模拟器是采用不同波长的LED复合成太阳光源来实现太阳光模拟的.使用软件对其进行了原理上的仿真并进行了验证性实验.实验表明该设计方案可行的.该LED太阳模拟器具有全光谱模拟太阳的功能,将打破现在普遍用的气体光源来模拟太阳的局部光谱的功能障碍,与同类系统相比,其优点是成本低、易于实现.     

新型光学目标模拟器的原理与结构

文中介绍了目前国内外三种光学制导仿真的方法，在此基础上对一种新型目标模拟器从方案考虑，工作原理，系统组成及技术指标等方面进行了分析说明，这种目标模拟器基本可以满足对可见光导引头性能评价的要求。     

高准直太阳模拟器的设计与仿真

给出了研制高准直太阳模拟器的设计技术指标,介绍了基本原理及组成,总结了模拟器光学系统外形尺寸计算方法,给出了计算通用公式.对光学系统进行了优化设计,提出了能量传输系统优化原则,指出了这种复杂的强光照明系统与其他成像系统的不同之处,然后对太阳模拟器的光机结构设计进行了阐述.最后,采用蒙特卡洛光线追迹技术对太阳模拟器进行仿...     

空间链路模拟器的连续变焦光学设计

为实现对激光通信系统终端的实验室性能检测,需在实验室中采用光学方法模拟空间不同距离的激光传输。根据前置傅里叶变换镜的参数,提取了链路衰减系统的初级设计指标,并根据指标要求巧妙利用了光学放大、变焦系统级联的思想,实现可变距离的空间链路过程模拟;利用ZEMAX光学软件设计了单级3~10倍连续变焦的模拟系统,给出了单级放大率和变焦系统之间的曲线。单级系统总长309 mm,结构紧凑,全视场波像差优于0.05λ,光线能量集中。通过理论分析,四级级联可实现等效为103~105km的传输距离,从而满足大多数激光通信终端的检测要求。     

损耗仪光电信号模拟器

介绍了激光陀螺谐振腔损耗的测量方法,在此基础上,设计了一套模拟仿真系统,能分别以光电两种信号方式模拟由激光陀螺产生的信号,用于分析和评价激光陀螺谐振腔损耗测量仪器的精度及稳定性,为谐振腔损耗测量仪器提供了一种有效的测量工具。     

动态光学目标模拟器的滤光片设计

光学成像敏感器是着陆器的重要组成部分,其性能的好坏直接影响着陆器的安全性。动态光学目标模拟器主要用于对光学成像敏感器的性能进行测试,由于光学成像敏感器接收的光谱条件苛刻,因此对动态光学目标模拟器也提出了很高的要求。本文对动态光学目标模拟器的出射光光谱特性进行了测量和分析,并设计了适当透过率的滤光片,保证了光学成像敏感器的功能实现。     

月球模拟器光源设计

针对传统的月球模拟器的设计原理复杂、成本较高、辐照特性差等缺点,应用液晶光阀技术设计了一种新型的月球模拟器,并重点对月球模拟器光源进行了研究。硅基液晶(LCOS)光学拼接技术的应用有效提高了月球模拟器的精度与模拟能力。通过控制程序对LCOS像素电压的调节,促使LCOS将入射光调制成不同的状态,从而模拟不同的月相及辐射特性。仿真结果表明:设计的月球模拟器光源可以模拟多样性的月相,并且亮度不均匀性好。采用LCOS器件的模拟器相对传统模拟器有效提高了控制精度、减小了模拟器体积。