太陽模擬器技術與應用

目錄
前言
第1章 概述 1
1.1 太陽模擬器技術 1
1.2 太陽模擬器研究現(xiàn)狀 1
1.2.1 國外研究現(xiàn)狀 1
1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀 12
1.3 太陽模擬器發(fā)展趨勢 20
參考文獻 21
第2章 太陽輻射模擬理論基礎 24
2.1 太陽特性參數(shù) 24
2.2 光輻射測量技術基礎 25
2.2.1 光度學基本知識 26
2.2.2 輻射度學基礎知識 29
2.3 太陽輻射量 33
2.3.1 太陽輻射及其分類 33
2.3.2 太陽輻照度 40
2.3.3 大氣質(zhì)量 41
2.3.4 太陽常數(shù) 43
2.3.5 太陽光譜 46
2.3.6 太陽張角 49
參考文獻 50
第3章 太陽模擬器的分類 51
3.1 太陽模擬器按光學系統(tǒng)分類 51
3.1.1 同軸系統(tǒng)太陽模擬器 51
3.1.2 離軸準直系統(tǒng)太陽模擬器 55
3.2 太陽模擬器按光源分類 56
3.2.1 氙燈太陽模擬器 56
3.2.2 LED太陽模擬器 58
3.2.3 光纖太陽模擬器 59
3.2.4 積分球太陽模擬器 61
3.2.5 多光源太陽模擬器 62
3.2.6 勻光棒式太陽模擬器 63
參考文獻 64
第4章 光學系統(tǒng)設計與分析 65
4.1 光學系統(tǒng)組成及總體布局 65
4.2 光源選取、建模與設計 66
4.2.1 光源選取 66
4.2.2 光源建模 72
4.2.3 光源設計 79
4.3 聚光系統(tǒng)設計 83
4.3.1 橢球聚光鏡設計 84
4.3.2 組合聚光鏡設計 90
4.4 光學積分器設計 95
4.4.1 光學積分器原理和組成 95
4.4.2 光學積分器勻光分析 103
4.4.3 光學積分器孔徑利用率 104
4.4.4 光學積分器優(yōu)化分析 106
4.5 準直光學系統(tǒng)設計 112
4.5.1 結構選擇 112
4.5.2 參數(shù)設計與像差分析 113
4.6 光學系統(tǒng)能量傳遞分析 117
4.6.1 小型準直式太陽模擬器的整體系統(tǒng) 117
4.6.2 物像共軛面能量傳遞分析 118
4.6.3 太陽模擬器整體系統(tǒng)的拉赫不變量分析 122
4.7 轉(zhuǎn)向平面反射鏡的設計 125
4.8 仿真分析方法 127
4.8.1 Light Tools軟件簡介 127
4.8.2 光學系統(tǒng)仿真 127
4.8.3 輻照均勻度影響因素的仿真分析 129
參考文獻 141
第5章 機械系統(tǒng)設計與分析 143
5.1 傳熱學理論基礎 143
5.1.1 熱傳遞的形式 143
5.1.2 穩(wěn)態(tài)傳熱和瞬態(tài)傳熱 144
5.1.3 單值性條件 145
5.2 太陽模擬器機械結構設計 147
5.2.1 箱體的設計 148
5.2.2 冷卻方式的選擇與設計 149
5.2.3 氙燈調(diào)整機構及熱控結構 154
5.2.4 聚光系統(tǒng)調(diào)整裝置及熱控結構 156
5.2.5 轉(zhuǎn)向平面反射鏡的支撐機構及熱控結構 159
5.2.6 光學積分器機構及熱控結構 164
5.2.7 視場光闌機構及熱控結構 170
5.2.8 準直光學系統(tǒng)機構 173
參考文獻 174
第6章 太陽模擬器裝調(diào)與測試 175
6.1 太陽模擬器的主要技術指標 175
6.1.1 太陽輻照度 175
6.1.2 光譜輻照度分布 175
6.1.3 有效輻照面和有效輻照面位置 177
6.1.4 輻照面不均勻度 178
6.1.5 輻照面不穩(wěn)定度 178
6.1.6 光束準直角 179
6.2 裝調(diào)方法 179
6.2.1 指標參數(shù) 180
6.2.2 光軸調(diào)整方法 181
6.3 主要技術指標的測試方法 192
6.3.1 太陽輻照度測試方法 192
6.3.2 光譜輻照度分布測試方法 193
6.3.3 有效輻照面和有效輻照面位置測試方法 194
6.3.4 輻照面不均勻度測試方法 194
6.3.5 輻照面不穩(wěn)定度測試方法 195
6.3.6 光束準直角測試方法 196
參考文獻 197