準(zhǔn)直型太陽光模擬器是模擬地球外層空間太陽光高準(zhǔn)直特性的關(guān)鍵設(shè)備。其核心功能是模擬地球外層空間太陽光的兩個關(guān)鍵特性：光譜與準(zhǔn)直性。與普通模擬器不同，它追求極高的光束平行度，其發(fā)散角（準(zhǔn)直角）需與真實太陽的約32角分（0.53°）相一致。下文，紫創(chuàng)測控Luminbox將對準(zhǔn)直型太陽模擬器的工作原理與核心技術(shù)指標(biāo)進行詳細闡述。

準(zhǔn)直型太陽光模擬器的工作原理

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準(zhǔn)直型太陽光模擬器光學(xué)系統(tǒng)的總體光路布局

準(zhǔn)直型太陽光模擬器的核心原理是通過“光源→聚光→勻光→準(zhǔn)直→成像”的光學(xué)鏈路，將地面光源轉(zhuǎn)化為與太空太陽光特性一致的準(zhǔn)直光束，具體步驟如下：

光源發(fā)光：短弧氙燈垂直點燃，發(fā)出與太陽光光譜匹配的光束；

聚光匯聚：組合聚光鏡（橢球面鏡+ 球面鏡）將氙燈的發(fā)散光匯聚至光學(xué)積分器的入射端面，最大化收集光源能量；

光路轉(zhuǎn)向：平面反射鏡改變光束傳播方向，使光路布局更緊湊，適配設(shè)備結(jié)構(gòu)；

勻光處理：光學(xué)積分器（場鏡+ 投影鏡）將匯聚后的不均勻光 “分割→疊加”，轉(zhuǎn)化為均勻光分布；

準(zhǔn)直成像：準(zhǔn)直物鏡將積分器輸出的均勻光準(zhǔn)直，最終在600 mm 外的輻照面形成直徑200 mm、準(zhǔn)直角 32′的模擬太陽光束。

光學(xué)積分器示意

整個過程的核心邏輯是：通過各組件的協(xié)同，既保證光束的高準(zhǔn)直性（匹配太陽張角），又實現(xiàn)高輻照度（滿足測試能量需求），同時控制輻照均勻性（避免測試偏差）。

準(zhǔn)直型太陽光模擬器的核心技術(shù)指標(biāo)

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明確準(zhǔn)直型太陽光模擬器為滿足“太空光照模擬需求”而設(shè)定的核心技術(shù)指標(biāo)，可以更好的理解準(zhǔn)直型太陽光模擬器的原理，這些指標(biāo)是準(zhǔn)直型太陽光模擬器光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計的根本依據(jù)：

準(zhǔn)直太陽模擬器光學(xué)系統(tǒng)的準(zhǔn)直和反射部分

1. 準(zhǔn)直特性：準(zhǔn)直角為32′±2′（全角），與太陽在地球外層空間的視張角完全一致，是“準(zhǔn)直型” 的核心標(biāo)志；

2. 輻照強度：最大輻照度不低于0.8 個太陽常數(shù)（1 太陽常數(shù)≈1350 W/m2，故 0.8SC≈1080 W/m2），確保模擬太陽的能量密度；

3. 輻照面參數(shù)：輻照面直徑200 mm，工作距離（輻照面到準(zhǔn)直物鏡距離）600 mm，覆蓋被測部件的測試需求；

4. 輻照均勻性：不均勻度優(yōu)于6%（實測可達4.65%），避免因光照不均導(dǎo)致測試誤差；

5. 光譜匹配：采用氙燈光譜，與太陽光光譜分布高度吻合，保證測試的真實性。

準(zhǔn)直型太陽光模擬器的原理本質(zhì)是：通過光學(xué)系統(tǒng)的協(xié)同設(shè)計，還原太空太陽光的準(zhǔn)直特性與能量特性；以短弧氙燈為光源，組合聚光鏡提升能量收集效率；光學(xué)積分器實現(xiàn)勻光；準(zhǔn)直物鏡保證準(zhǔn)直性。實現(xiàn)更高的能量利用率和更好的均勻性，為高精度部件的研發(fā)與工業(yè)測試提供試驗技術(shù)。

Luminbox 全光譜準(zhǔn)直型太陽光模擬器

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紫創(chuàng)測控Luminbox 全光譜準(zhǔn)直型太陽光模擬器為跨行業(yè)材料提供高精度老化測試與性能驗證，能精準(zhǔn)模擬自然光環(huán)境，支持光譜/ 亮度 / 色溫調(diào)控。

全光譜覆蓋：350nm-1100nm 光譜，貼近自然光權(quán)重

高動態(tài)亮度：2 米處 20,000-150,000Lux，滿足 HUD 亮度響應(yīng)測試

強光抗擾驗證：直射模擬復(fù)現(xiàn)圖像模糊/ 重影問題場景

多場景適應(yīng)：支持日間/ 夜間 / 隧道等光照動態(tài)切換測試

紫創(chuàng)測控Luminbox全光譜準(zhǔn)直型太陽光模擬器以精密光學(xué)的工程化應(yīng)用，可有效縮短從基礎(chǔ)研究到工業(yè)驗證的周期，為科研與工業(yè)的檢測提供可靠的“人工太陽”。將實驗室級創(chuàng)新轉(zhuǎn)化為產(chǎn)業(yè)化能力，助力航天航空、能源材料等領(lǐng)域的技術(shù)革新。