在太空環(huán)境中運(yùn)行的地球觀測或天文探測衛(wèi)星，其光學(xué)載荷承擔(dān)著獲取高質(zhì)量圖像與科學(xué)數(shù)據(jù)的關(guān)鍵任務(wù)。然而，強(qiáng)烈的太陽光及其引發(fā)的雜散光可能通過非理想路徑進(jìn)入光學(xué)系統(tǒng)，形成眩光、鬼像或背景噪聲，嚴(yán)重影響成像質(zhì)量與數(shù)據(jù)精度。在地面研制階段，紫創(chuàng)測控luminbox太陽光模擬器可準(zhǔn)確復(fù)現(xiàn)空間太陽輻照條件，并對光學(xué)載荷開展系統(tǒng)性的雜散光性能測試。

太陽光模擬器測試雜散光的必要性

空間環(huán)境中的雜散光成因復(fù)雜，主要包括太陽直射光或其反射光經(jīng)機(jī)械結(jié)構(gòu)、鏡筒內(nèi)壁、光學(xué)元件邊緣等非理想表面的散射、衍射與非期望反射。其強(qiáng)度、分布與光譜特性受太陽方位、衛(wèi)星姿態(tài)及光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的綜合影響。僅憑理論建模難以全面預(yù)測實(shí)際響應(yīng)，因此，在地面實(shí)驗(yàn)室中利用太陽光模擬器對光學(xué)載荷原型進(jìn)行實(shí)物測試，成為驗(yàn)證其雜散光抑制能力的必要手段。

太陽光模擬器的雜散光測試標(biāo)準(zhǔn)

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太陽光模擬器雜散光測試仿真圖

為真實(shí)模擬空間太陽輻照環(huán)境，用于雜散光測試的太陽光模擬器需滿足以下嚴(yán)格指標(biāo)：

準(zhǔn)直角小于0.5°：太陽在軌視張角約為0.53°，太陽光模擬器輸出光束的準(zhǔn)直角通常需小于0.5°，部分高要求場景甚至需低于0.2°，以準(zhǔn)確模擬無限遠(yuǎn)平行入射條件。

AM0標(biāo)準(zhǔn)光譜匹配性：輸出光譜應(yīng)嚴(yán)格匹配AM0標(biāo)準(zhǔn)（大氣層外太陽光譜），確保在紫外至近紅外波段的光譜響應(yīng)真實(shí)，以準(zhǔn)確激發(fā)材料散射與反射行為。

優(yōu)于95%的穩(wěn)定性與均勻性：光束輻照度在時間上需保持高度穩(wěn)定，空間分布均勻性一般要求優(yōu)于95%，以保證測試數(shù)據(jù)的可重復(fù)性與準(zhǔn)確性。

雜散光測試過程

利用太陽光模擬器測試衛(wèi)星光學(xué)載荷雜散光，需在大型真空罐（模擬空間冷黑背景）或潔凈暗室中開展，核心流程如下：

1.載荷安裝與背景控制：將含完整光路、遮光罩、光闌及探測器的待測載荷，精準(zhǔn)固定在多維調(diào)節(jié)測試平臺。嚴(yán)格屏蔽環(huán)境光，保障極低背景輻射。

2.模擬器配置與對準(zhǔn)：將高準(zhǔn)直光束引導(dǎo)至載荷預(yù)定照射位置，通過精密轉(zhuǎn)臺調(diào)整光束入射方位角、高度角，模擬衛(wèi)星不同姿態(tài)下的太陽威脅方向。

3.關(guān)鍵測試工況：

PST 測量（核心指標(biāo)），在探測器視場外以模擬器為點(diǎn)光源照射，測像面雜散輻照度與入射輻照度，PST定義為在離軸角θ入射時，像面雜散光照度E_stray(θ)與入口處入射照度E_inc之比。計(jì)算PST 值并掃描不同離軸角、波長獲 PST 曲線；

鬼像與熱點(diǎn)探測，特定威脅角度下用高靈敏度探測器捕獲焦平面雜散光分布，定位鬼像與熱點(diǎn)；

內(nèi)雜散光系數(shù)測試，測強(qiáng)光源照射載荷內(nèi)部結(jié)構(gòu)時探測器的背景噪聲。

4.數(shù)據(jù)采集與處理：記錄不同工況下探測器響應(yīng)信號，扣除本底噪聲后，計(jì)算PST 值、雜散光系數(shù)等參數(shù)，生成雜散光分布圖。

測試結(jié)果對衛(wèi)星光學(xué)載荷性能的驗(yàn)證

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PST和雜散光源離軸角的關(guān)系曲線圖

雜散光測試是衛(wèi)星光學(xué)載荷優(yōu)化設(shè)計(jì)與性能驗(yàn)證的直接依據(jù)。通過分析PST 曲線，評估表面處理的雜散光抑制效果。若關(guān)鍵威脅角度的PST 值未達(dá)設(shè)計(jì)要求，可定位主要雜散光路徑，針對性增加擋光環(huán)、優(yōu)化光闌位置或采用低反射率材料/ 涂層。發(fā)現(xiàn)的鬼像與熱點(diǎn)，為光學(xué)鍍膜優(yōu)化和結(jié)構(gòu)修改提供精準(zhǔn)靶點(diǎn)。需明確載荷是否滿足雜散光抑制指標(biāo)（如PST @ θ 角 < X），是載荷轉(zhuǎn)入正樣生產(chǎn)或發(fā)射前的重要評審依據(jù)。

太陽光模擬器通過復(fù)現(xiàn)太空環(huán)境的高準(zhǔn)直角、AM0光譜匹配標(biāo)準(zhǔn)、優(yōu)于95%的均勻性，為衛(wèi)星光學(xué)載荷的雜散光性能評估提供可靠的地面驗(yàn)證平臺。通過系統(tǒng)測試，不僅能提前發(fā)現(xiàn)潛在光學(xué)干擾問題，還可推動設(shè)計(jì)與表面處理技術(shù)的持續(xù)優(yōu)化，為衛(wèi)星在軌獲取高對比度、高信噪比圖像奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

Luminbox全光譜準(zhǔn)直型太陽光模擬器

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紫創(chuàng)測控Luminbox全光譜準(zhǔn)直型太陽光模擬器為航天器提供高精度老化測試與性能驗(yàn)證，能精準(zhǔn)模擬自然光環(huán)境，支持光譜/ 亮度 / 色溫調(diào)控。

全光譜覆蓋：350nm-1100nm光譜，貼近自然光權(quán)重

高動態(tài)亮度：2 米處20,000-150,000Lux，滿足HUD 亮度響應(yīng)測試

強(qiáng)光抗擾驗(yàn)證：直射模擬復(fù)現(xiàn)圖像模糊/ 重影問題場景

多場景適應(yīng)：支持日間/ 夜間 / 隧道等光照動態(tài)切換測試

紫創(chuàng)測控Luminbox全光譜準(zhǔn)直型太陽光模擬器以精密光學(xué)的工程化應(yīng)用，可有效縮短從基礎(chǔ)研究到工業(yè)驗(yàn)證的周期，為衛(wèi)星光學(xué)載荷的雜散光性能評估提供可靠的“人工太陽”。將實(shí)驗(yàn)室級創(chuàng)新轉(zhuǎn)化為產(chǎn)業(yè)化能力，助力航空航天、能源材料、環(huán)境技術(shù)等領(lǐng)域的技術(shù)革新。