聚光系统的核心目标是最大化收集光源发出的光能，减少光能损耗；并将其定向汇聚至指定区域，是实现高辐照度的关键。

核心元件：椭球面反射镜是当前最主流的选择，其几何特性决定了高效汇聚能力；

工作原理：椭球面存在两个物理焦点，将氙灯的点光源精准定位在第一个焦点（物焦点）处，根据椭球面的光学反射定律，从物焦点发出的任意光线经镜面反射后，都会精准汇聚至第二个焦点（像焦点），从而实现光能的定向、高效汇聚。

3. 均匀化与准直系统（光学积分器）

经椭球面反射镜汇聚的光场虽能达到高辐照度，但存在两大关键问题：

辐照度不均：光场中心辐照度远高于边缘，形成明显 “热点”（中心 - 边缘辐照度差异可达 30% 以上），无法满足实验对均匀光场的需求；

准直度不足：汇聚光线呈锥形发散，与自然太阳光的平行光特性差异显著，影响光伏器件等对入射角度敏感的实验准确性。

光学积分器成像原理图

为了解决这些问题，需要引入光学积分器，最常见的是透镜阵列（也称复眼透镜）。

工作原理：首先，汇聚光场照射到由数百个微透镜单元组成的透镜阵列上，每个微透镜单元独立将入射光分割为 “子光场”，并通过调整微透镜曲率实现子光场的均匀化；随后，子光场经场镜叠加，在目标平面形成辐照度均匀性≥90% 的方形或圆形光斑，消除 “热点”；若需模拟自然太阳光的平行特性（如光伏器件极限效率测试），则在光路末端加入准直透镜，通过调整透镜焦距使锥形光线转化为准直度≤0.5° 的平行光，进一步贴近自然太阳光特性。

聚光太阳光模拟器的工作链路

高亮度点光源（氙灯）→ 椭球面反射镜（收集光能并汇聚至第二焦点）→ 透镜阵列（分割光场并实现均匀化）→ 准直镜（将光场转化为平行光）→ 目标测试面（生成高辐照度、高均匀性、高光谱匹配度的模拟太阳光源）。

综上，聚光太阳光模拟器的原理可简要概括为：光源为模拟太阳光提供光谱基础，聚光系统实现光能的高效汇聚以达成高辐照度，均匀化与准直系统则优化光场特性、消除 “热点” 并提升准直度，三者共同构建出符合实验需求的高质量模拟光环境。该设备有效突破了自然光源的应用限制，可为新能源、材料科学等领域的技术研发与科学实验提供标准化、可重复的关键条件，进一步提升相关领域的实验效率与研究深度。

Luminbox 聚光太阳光模拟器

紫创测控 Luminbox 聚光太阳光模拟器以高性能氙灯为核心光源，精准复现 AM1.5G 太阳光谱（可选 AM0、AM1.5D 光谱版本），可输出高聚光能量，辐照稳定可控，可为环境模拟、材料测试及航空航天验证提供专业光照解决方案。

可提供500多个太阳的高聚光能量（1sun=1000w/m²）

时间不稳定性和光谱匹配JIS C 8912/IEC 60904-9 2nd/ASTM E927-5的A Class标准

紫创测控 Luminbox的聚光太阳光模拟器已应用于材料科学、新能源、航空航天等领域，推动科研与产业创新。未来，Luminbox将持续优化聚光技术，提升光谱适配性与辐照稳定性，为更多高要求场景提供更高效的解决方案。返回搜狐，查看更多