气象用太阳模拟器光学系统仿真

摘要

气象用太阳模拟器主要应用于总辐射表检测，对辐照均匀性有较高的要求，光学系统设计难度较大。本文介绍了如何用lighttools 软件进行光学系统建模，分析辐照均匀性，为光学系统设计及装调提供有效的指导，其中，短弧氙灯是整个建模的关键，根据短弧氙灯的发光机理及其亮度曲线，用嵌套的圆柱和球体光源来仿真氙灯的发光，通过蒙特卡罗光线追迹，仿真出来的配光曲线和实际的很接近，符合建模要求。最后，分别用一维、二维、三维分析图表示辐照度分布。通过数据分析，整个口径范围内辐照不均匀度为±4.2%，有效口径Φ100mm 范围内，辐照不均匀度为±2.0%。