MC方案｜太阳光模拟器

太阳光模拟器01太阳辐射的基础知识太阳的表面温度约为5800 K，这意味着太阳辐射的电磁频谱与5800 K 的黑体相似，但它包含了精细的结构，这是由于太阳外围的冷气体吸收(Fraunhofer 线)。当太阳与地球相距1 个天文单位( 地球-太阳平均距离为149,597,890 km) 时，地球外层大气的太阳辐照度为1360 W m-2。这个值称为太阳常数，是整个电磁光谱的总体辐照度。图1 显示了地球大气层外太阳辐射的电磁光谱，所示的范围为200—2500 nm，包括到达地球的总辐照度的96.3%，其余3.7% 大部分为较长波长。图 1. 太阳辐射光谱与地球大气层外的5800 K 黑体的光谱比较。地球表面太阳辐射的电磁频谱受多种因素的影响，包括直接辐射和散射辐射。直接辐射是从太阳直接照射到 地球表面的能量，而散射辐射是从天空散射的光中接收能量，并被周围环境反射( 图2)。在地表测量的总辐射 称为全局辐射，其中目标表面的方向由全局辐照度确定。对于直接辐射，目标表面与入射辐射正交。太阳是一个 球形光源，直径约1.39x106 km。到地球的平均距离为一个天文单位。太阳辐射的直接部分是准直的，角度约为 0.53( 全角)，而“散射”部分是从半球天空和地面反射和散射入射的。全局辐射，即直接辐射和散射辐射的总和， 本质上是均匀的。图 2. 地球上的总辐射，包含直接辐射、散射辐射和反射。太阳辐射入射到地球表面的数量受经过大气层的数量的影响。在任何位置，这条到达地面的路径的长度随着 时间的推移而变化，随着太阳角度的变化，白天地面太阳辐射水平也有明显的变化。此外，由于吸收和散射长度 的变化，光谱的形状每天都在变化。由于不穿过任何气团，所以地外光谱被称为气团0 (AM 0) 光谱。正午时分， 太阳直射地球赤道，太阳辐射直接穿过大气层。在这种条件下，海平面上的太阳光谱称为气团1 光谱。太阳直射 的全局辐射同样被称为气团1 全局辐射(AM1G)。任何天顶角的大气路径都被简单地描述为相对于头顶的气团( 图 3)。实际路径长度可以对应小于1 的气团( 高海拔地区)，也可以对应日落前非常高的气团。 太阳光模拟 器使用过滤器来模拟空气质量为0 和1.5 时的光谱，这是大多数比较测试工作的基础。图 3. 路径长度( 以气团为单位) 随天顶角的变化而变化。02基于氙的太阳光模拟器太阳光模拟器提供了与太阳光谱最接近的光谱匹配。虽然不是很精确，但已是大多数应用程序中最好的。图 4 显示了一个典型的太阳光模拟器的光学原理。该装置核心的氙气弧光灯有一个小而高的发光弧，允许有效的 光束准直。它发出的光谱类似于5800 K 的黑体，偶尔有线条结构。系统的设计特点包括低焦距比采集图形，光束均匀化和滤波，最后是准直。该模拟器在均匀、准直的光束中产生连续的太阳光谱输出。光束准直模拟了地球上 的光束，并模拟表征了辐射诱发的现象。图 4. 太阳光模拟器的光程模拟系统。由于氙气具有强原子发射线，氙灯的输出在800—1100 nm 波长范围内，与太阳光谱不同。太阳光模 拟器使用过滤器来减少这些原子发射线的影响。红外失配的影响取决于应用场合。AM Direct 和AM 1.5 滤波器 对光谱的可见光和紫外光部分进行了修改，使其与标准的太阳光谱能够更好地匹配。03紫外太阳光模拟器紫外增强型太阳光模拟器适用于需要强紫外光源的工作，而不需要复杂的可见光和红外加热。这对于活体生物研究尤为重要。紫外增强模拟器类似于全光谱太阳光模拟器，然而，为减少辐射在可见光和红外区域的光谱， 它们的光谱分布需要修改。自然阳光包括UVA 和UVB 辐射，UVA 和UVB 区域的研究引起人们广泛的关注。紫外线增强型太阳光模拟器通常有三种配置:1、UVA, UVB和 UVC——这种光源可产生 210—400 nm 紫外光2、UVA和 UVB ——该模拟器可产生 280—400 nm 的紫外光，并有一个 UVC 阻挡滤光片3、UVA——该系统可产生320—400 nm 的紫外光，并含有 UVB 和 UVC 阻挡滤光片Ossila 太阳光模拟器太阳光模拟器特点1.发光二极管灯：ossila 太阳模拟器使用发光二极管来产生光输出。2.模块化设计：Ossila 太阳模拟器的模块化设计使您可以自由地创建最适合您需求的太阳能测试系统。3.易于使用的软件：Ossila 太阳模拟器不需要特殊的编程或设置，以提供可靠，高质量的太阳辐照度。4.紧凑的设计，适应性强的功能：我们为繁忙的实验室环境设计了我们的太阳模拟器，在这些环境中，必须有效利用工作台空间。