太阳模拟器技术与应用

目录
前言
第1章 概述 1
1.1 太阳模拟器技术 1
1.2 太阳模拟器研究现状 1
1.2.1 国外研究现状 1
1.2.2 国内研究现状 12
1.3 太阳模拟器发展趋势 20
参考文献 21
第2章 太阳辐射模拟理论基础 24
2.1 太阳特性参数 24
2.2 光辐射测量技术基础 25
2.2.1 光度学基本知识 26
2.2.2 辐射度学基础知识 29
2.3 太阳辐射量 33
2.3.1 太阳辐射及其分类 33
2.3.2 太阳辐照度 40
2.3.3 大气质量 41
2.3.4 太阳常数 43
2.3.5 太阳光谱 46
2.3.6 太阳张角 49
参考文献 50
第3章 太阳模拟器的分类 51
3.1 太阳模拟器按光学系统分类 51
3.1.1 同轴系统太阳模拟器 51
3.1.2 离轴准直系统太阳模拟器 55
3.2 太阳模拟器按光源分类 56
3.2.1 氙灯太阳模拟器 56
3.2.2 LED太阳模拟器 58
3.2.3 光纤太阳模拟器 59
3.2.4 积分球太阳模拟器 61
3.2.5 多光源太阳模拟器 62
3.2.6 匀光棒式太阳模拟器 63
参考文献 64
第4章 光学系统设计与分析 65
4.1 光学系统组成及总体布局 65
4.2 光源选取、建模与设计 66
4.2.1 光源选取 66
4.2.2 光源建模 72
4.2.3 光源设计 79
4.3 聚光系统设计 83
4.3.1 椭球聚光镜设计 84
4.3.2 组合聚光镜设计 90
4.4 光学积分器设计 95
4.4.1 光学积分器原理和组成 95
4.4.2 光学积分器匀光分析 103
4.4.3 光学积分器孔径利用率 104
4.4.4 光学积分器优化分析 106
4.5 准直光学系统设计 112
4.5.1 结构选择 112
4.5.2 参数设计与像差分析 113
4.6 光学系统能量传递分析 117
4.6.1 小型准直式太阳模拟器的整体系统 117
4.6.2 物像共轭面能量传递分析 118
4.6.3 太阳模拟器整体系统的拉赫不变量分析 122
4.7 转向平面反射镜的设计 125
4.8 仿真分析方法 127
4.8.1 Light Tools软件简介 127
4.8.2 光学系统仿真 127
4.8.3 辐照均匀度影响因素的仿真分析 129
参考文献 141
第5章 机械系统设计与分析 143
5.1 传热学理论基础 143
5.1.1 热传递的形式 143
5.1.2 稳态传热和瞬态传热 144
5.1.3 单值性条件 145
5.2 太阳模拟器机械结构设计 147
5.2.1 箱体的设计 148
5.2.2 冷却方式的选择与设计 149
5.2.3 氙灯调整机构及热控结构 154
5.2.4 聚光系统调整装置及热控结构 156
5.2.5 转向平面反射镜的支撑机构及热控结构 159
5.2.6 光学积分器机构及热控结构 164
5.2.7 视场光阑机构及热控结构 170
5.2.8 准直光学系统机构 173
参考文献 174
第6章 太阳模拟器装调与测试 175
6.1 太阳模拟器的主要技术指标 175
6.1.1 太阳辐照度 175
6.1.2 光谱辐照度分布 175
6.1.3 有效辐照面和有效辐照面位置 177
6.1.4 辐照面不均匀度 178
6.1.5 辐照面不稳定度 178
6.1.6 光束准直角 179
6.2 装调方法 179
6.2.1 指标参数 180
6.2.2 光轴调整方法 181
6.3 主要技术指标的测试方法 192
6.3.1 太阳辐照度测试方法 192
6.3.2 光谱辐照度分布测试方法 193
6.3.3 有效辐照面和有效辐照面位置测试方法 194
6.3.4 辐照面不均匀度测试方法 194
6.3.5 辐照面不稳定度测试方法 195
6.3.6 光束准直角测试方法 196
参考文献 197