人造太阳的奥秘：太阳光模拟器的基本原理、光源选择与光学设计

　　基本原理：模拟太阳辐射的核心特性

　　太阳光模拟器的核心目标是复现太阳辐射的光谱分布、辐照强度及空间均匀性。太阳光在地球表面的光谱覆盖280nm至2500nm，包含紫外、可见光与红外波段，其辐照强度受大气质量（AM）影响，典型晴天（AM1.5）下辐射总量为1kW/m²。模拟器通过光学系统将光源发出的光线调整为符合AM1.5标准的光谱，并在测试面上形成均匀辐照，从而模拟太阳光对材料、器件的实际作用。

　　光源选择：氙灯与LED的协同应用

　　光源是模拟器的“心脏”，需满足光谱连续性、稳定性与动态调控需求。氙灯通过高压电弧放电产生类似太阳的连续光谱，尤其擅长覆盖可见光与近红外波段，但紫外与红外强度不足；LED则通过多波段组合（如UV-A365nm、红外850nm）填补缺口，并支持动态调光（如模拟日出日落光谱变化）。例如，光焱科技SS-PST100R模拟器采用氙灯+12通道LED混合光源，实现250nm至2500nm全波段覆盖，光谱匹配度达（偏差<5%）。

　　光学设计：均匀性与准直性的精密调控

　　光学系统通过“聚光-匀光-准直”三步实现高精度模拟。以聚光太阳光模拟器为例：氙灯光源发出的光线经椭球面反射镜汇聚至第二焦点，透镜阵列分割光场并消除“热点”，准直镜将光线转化为平行光束，最终在测试面上形成均匀辐照。例如，紫创测控Luminbox全光谱LED模拟器通过光学积分器实现45cm×45cm区域内不均匀度仅1.8%，20分钟波动≤0.5%，满足光伏电池测试、材料老化实验等严苛需求。

　　从实验室到产业线，太阳光模拟器以“光谱精准、辐照均匀、运行稳定”的技术突破，为人类探索清洁能源、开发新型材料提供了的“人造太阳”。