青岛森泉光电有限公司
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Sciencetech 高景深红外太阳模拟器,光谱匹配度ASTM A 等级

吸顶式大面积红外太阳光模拟器

该太阳模拟器提供红外波长的照明,具有高空间均匀性和景深。

客户需求

这个太阳能模拟器被特别要求悬挂在天花板上,以适应终端用户实验室的测试设置。此外,用户需要在目标三维体积中实现高度的空间均匀性。

因此,系统被设计成模拟太阳光以30度角从2m距离的顶部向下射向垂直目标平面。

这种光源经过专门的光学校正,以克服对称性的不足。

规格描述

目标区域:照亮1.5m²

工作距离:太阳模拟器距地面 2.1m ,距目标平面中心 0.8m

光谱:A ,级,(ASTM E927) 

波长范围:700nm 至 100nm

强度:相当于700nm至1100nm波长光谱范围内0.6个太阳的辐照度

均匀度:1m²: ± 5% (ASTM E927) 1.5m: ± 30% (ASTM E927)

景深:± 15cm,强度变化≤ ± 5% (ASTM E927)

衰减:10步,0.1个太阳到0.6个太阳

时间不稳定性:A,级 (ASTM E927)

系统预热:≤15秒

原型设计

提出了各种新设计来提高输出光的空间均匀性。这还要求光源的光轴与目标平面成*定角度并横向位于目标平面上方,这使任务更加复杂。

新设计经过集体讨论并评估其性能。每个想法都进行了原型设计,并更改了各种参数以评估对空间均匀性的影响。有希望的想法是改变系统输出透镜的横向和角度位置。然后使用光学建模软件对这个想法进行建模,以很好地理解对空间均匀性的影响。一旦理解了这个想法,就可以使用光学建模软件对其进行进一步优化,以满足系统的*殊需求。

然后这个想法进入了机械设计阶段。需要一种能够轻松、可重复地调整输出透镜的方法。研究了各种方法,并开发了具有特定横向和角度调节功能的定制透镜支架,以便可以实现输出透镜所需的微调,以产生不垂直于太阳模拟器光轴的空间均匀目标平面。

20230818-373995456.jpg20230818-1237387079.png20230818-1495736563.jpg

用户设施中设想的悬垂太阳模拟器系统               六台悬垂投影仪的机械图                       投影仪的光线追踪模型

系统制造

该新系统包含五个投影仪系统,能够根据用户的功率要求升级到 6 个单元。每个投影仪系统均包含 2 kW QTH 灯,带有专门的滤光片以产生*要的光谱输出。

目标区域面积为 1 平方米,不均匀性为 ± 5%。景深为±15cm,在非均匀性规格中没有变化大于±5%。

和以前一样,用户只需要太阳光谱的红外部分与结果中实现的 A,级光谱匹配。太阳光谱的红外波长部分为 700 - 1100 nm。用户要求输出功率与 0.6 个太阳光相对应。因此,辐照度可在 0 - 0.6 个太阳的范围内以至少 10 个步长进行调节。

20230818-847828335.png产生红外的太阳模拟器的光谱输出,叠加到 AM1.5G 太阳光谱上

时间稳定性被归类为 ASTM A ,级,并进行了设计改进以降低过去系统产生的噪音水平。该系统中还包含一个反馈系统,带有 Sciencetech 校准的太阳能电池,用于控制和监测光源内的强度变化。

测试与安装

Sciencetech成功完成了太阳模拟器的所有要求。验收测试在用户设施中进行并获得批准,系统由我们的支持工程师团队成功安装。

用户对该系统的设计和工作原理印象深刻。

我们近期收到了来自同一客户的第三份类似太阳模拟器系统订单。

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产品包含六个 QTH 投影仪单元,照亮 1.5mx 1.5m 的目标区域    六个投影仪单元组件安装在悬垂的架子上以进行照明

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激光控制:激光电流源、激光器温控器、激光器控制、伺服设备与系统等等

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定位与加工:纳米定位系统、微纳运动系统、多维位移台、旋转台、微型操作器等等

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染料:激光染料、荧光染料、光致变色染料、光致发光染料、吸收染料等等

辐射面积: 1m × 1m光谱匹配度: 700 nm – 1000 nm ASTM A 等级
• 辐照面积 1m × 1m : ± 5% 辐照不均匀度
• 辐照面积 1.5m × 1.5m : ± 30% 辐照不均匀度
• 光谱匹配度: 700 nm – 1000 nm ASTM A 等级
• 在30 cm景深保持高光功率和辐照均匀度
• 应用领域: 3D摄像头测试
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