LED阵列光源与运动式太阳模拟器准直光学设计

"运动式太阳模拟器LED阵列光源及其准直光学系统设计" 本文主要讨论的是运动式太阳模拟器的设计，这种设备在编码式太阳敏感器的装星阶段扮演着重要角色，它能够提供模拟的太阳光信号和太阳光矢量信号以供测试。文章深入探讨了太阳模拟器的结构组成和工作原理，并特别关注了LED阵列光源和准直光学系统的研发。 首先，LED阵列光源的选择和设计是关键。通过功率计算，确定了所需的LED数量，以确保模拟太阳光的强度。同时，文章引用了Sparrow判据来分析LED之间的间距对辐照均匀性的影响。Sparrow判据是光学设计中用于评估光源排列和均匀性的标准，通过对LED的合理布局，可以优化阵列的光照分布，从而提高测试的准确性和一致性。 接着，文章提到了基于边缘光线原理设计的准直光学系统。边缘光线原理是光学设计中的基础理论，利用这一原理可以构建圆柱面镜的数学模型，实现光线的准直。通过这个光学系统，可以将LED阵列发出的光线调整为平行光束，以模拟太阳光在空间中的传播特性。 在实际设计中，作者借助了专业的光学仿真软件LightTools进行建模和仿真，这有助于在设计阶段就预测和优化系统的性能。实验结果显示，设计的运动式太阳模拟器在50mm的工作距离下，辐照范围达到了10mm x 50mm，最低辐照度达到393 W·m^-2。在-13°、0°、38°三种不同入射角度下，其辐照不均匀度均保持在±7.3%以内，出射张角为0.78°，这些参数都满足了编码式太阳敏感器现场测试的需求。 关键词涉及了几何光学，这是光学设计的基础，包括光线传播、反射和折射等现象。此外，文章还涉及到运动式太阳模拟器的特定技术和应用，如LED阵列光源和准直光学系统的设计方法，这些都是现代光学工程和天文仪器研制中的关键技术。 这篇文章详细阐述了运动式太阳模拟器的关键组件——LED阵列光源和准直光学系统的理论设计与实践应用，对于理解和改进这类设备有着重要的指导意义。