LED 太陽光模擬器作為材料化學(xué)、綠色能源等領(lǐng)域關(guān)鍵的測試工具，其光照均勻性直接影響實驗數(shù)據(jù)的可靠性。Luminbox聚焦太陽光模擬器技術(shù)創(chuàng)新，深度洞悉光照均勻性對各行業(yè)技術(shù)突破的關(guān)鍵作用。如何確保模擬器輸出穩(wěn)定且均勻的光照？下文Luminbox將從光學(xué)設(shè)計、硬件優(yōu)化、校準(zhǔn)技術(shù)等維度，解析保證光照均勻性的核心技術(shù)路徑。

光學(xué)設(shè)計優(yōu)化

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新型LED太陽模擬器光學(xué)結(jié)構(gòu)示意圖

1. LED 燈珠陣列的精密排布

LED 光源的陣列布局是光照均勻性的基礎(chǔ)。常見的排布模式包括：

矩陣式均勻分布：在方形測試區(qū)域中，燈珠按等間距行列排列，確保單位面積內(nèi)光強密度一致，適用于常規(guī)平面測試場景；

蜂窩狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：以六邊形網(wǎng)格排列燈珠，相比矩形陣列可減少邊緣光強衰減，提升圓形或不規(guī)則區(qū)域的均勻性；

梯度功率分布：針對大面積模擬器，邊緣區(qū)域燈珠功率略高于中心，補償光傳播過程中的衰減，使整體光強趨于平衡。

2. 光學(xué)透鏡系統(tǒng)的協(xié)同作用

單一LED 燈珠發(fā)出的光線呈朗伯分布，需通過透鏡系統(tǒng)進行光束調(diào)控：

準(zhǔn)直透鏡：采用非球面石英透鏡，將發(fā)散光線約束為半角≤1° 的準(zhǔn)直光束，減少邊緣散射導(dǎo)致的光強不均；

擴散透鏡：在準(zhǔn)直光路中加入菲涅爾擴散透鏡，通過微結(jié)構(gòu)使光線發(fā)生可控散射，將中心與邊緣光強差縮小至5% 以內(nèi)；

勻光積分器：針對高均勻性需求（如3A 標(biāo)準(zhǔn)），引入柱面鏡積分器，通過多次反射與疊加，將空間不均勻度降至≤2%。

反射與漫射裝置

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直射光與反射光的區(qū)別示意圖

1. 高反射率光學(xué)腔設(shè)計

在LED 陣列后方或兩側(cè)設(shè)置反射裝置，是補充邊緣光強的關(guān)鍵手段：

金屬反射罩：采用蒸鍍鋁膜的反射罩（反射率≥95%），將 LED 向后發(fā)射的光線反射至目標(biāo)區(qū)域，尤其對邊緣 5cm 范圍內(nèi)的光強提升顯著；

漫反射涂層：部分模擬器內(nèi)壁噴涂BaSO?漫反射涂料，使反射光呈余弦分布，避免鏡面反射導(dǎo)致的局部亮斑。

2. 漫射板的材料與結(jié)構(gòu)創(chuàng)新

漫射板通過散射作用使光場均勻化，其性能取決于材料特性：

磨砂玻璃漫射板：通過物理研磨形成表面微結(jié)構(gòu)，透光率≥85%，散射角≥30°，適用于中低功率模擬器；

聚合物微結(jié)構(gòu)漫射板：采用PMMA 基材嵌入納米級散射粒子，可實現(xiàn) “軟聚焦” 效果，在 1000W/m2 輻照度下均勻性誤差≤1.5%；

動態(tài)漫射系統(tǒng)：針對高功率紫外UV 固化模擬器，采用旋轉(zhuǎn)漫射輪，通過機械運動進一步打亂光場分布，消除固定結(jié)構(gòu)導(dǎo)致的干涉條紋。

校準(zhǔn)與反饋系統(tǒng)

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太陽模擬器校準(zhǔn)裝置

1. 多維度校準(zhǔn)流程

出廠前，用±2% 精度硅光探測器以 0.5cm 間隔掃描光強，生成云圖；借 Ocean Optics HR4000 等光譜儀比對 AM1.5G 標(biāo)準(zhǔn)光譜，調(diào) LED 電流保光譜匹配度≤±30%、優(yōu)化均勻性；模擬 25±5℃環(huán)境，建溫度 - 光強修正模型補償 - 0.3%/℃溫漂。

2. 實時反饋控制技術(shù)

布置4-8 個≥10Hz 采樣傳感器監(jiān)測光強，偏差超 ±3% 時，PID 系統(tǒng) ±0.1V 精度調(diào)電壓，50ms 內(nèi)響應(yīng)；支持 PC 端遠(yuǎn)程校準(zhǔn)，維持長期精度。

從光學(xué)設(shè)計的理論創(chuàng)新到硬件裝置的工程實踐，再到智能校準(zhǔn)系統(tǒng)的精準(zhǔn)調(diào)控，每一個環(huán)節(jié)都凝聚著對光照均勻性的極致追求。LuminBox 將繼續(xù)以光照均勻性等核心性能為突破口，持續(xù)推動 LED 太陽光模擬器的技術(shù)革新，為材料化學(xué)、航空航天等多領(lǐng)域提供更可靠的測試環(huán)境，助力行業(yè)向更高精度、更高效能的方向加速邁進。

Luminbox大面積LED太陽模擬器

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全光譜大面積LED太陽模擬器以A+AA+綜合性能，實現(xiàn)輻照均勻、光譜精準(zhǔn)與運行穩(wěn)定的三重突破，通過權(quán)威認(rèn)證，為科研與工業(yè)測試提供高可靠、標(biāo)準(zhǔn)化的全光譜光照解決方案，推動精密光學(xué)實驗邁向更高精度與可重復(fù)性。

A+級光譜匹配：300-1200 nm全覆蓋，誤差≤1%（IEC標(biāo)準(zhǔn)）。

高均勻輻照：45cm×45cm區(qū)域不均勻度僅1.8%（A級）。

超穩(wěn)運行：20分鐘波動≤0.5%（A+級）。

權(quán)威認(rèn)證：國家計量院校準(zhǔn)，國際標(biāo)準(zhǔn)合規(guī)。

工業(yè)級設(shè)計：適配光伏、材料、光催化等多場景。

Luminbox憑借對光譜匹配度、輻照均勻性等核心指標(biāo)的極致追求，已構(gòu)建起覆蓋LED/氙燈/鹵素?zé)?/strong>全技術(shù)路線的產(chǎn)品矩陣，技術(shù)持續(xù)創(chuàng)新、關(guān)鍵性能指標(biāo)表現(xiàn)出色，為客戶提供了優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品和全場景太陽光環(huán)境模擬解決方案。