【摘要】：太陽光譜模擬器是模擬太陽光輻照特性的試驗設(shè)備,利用太陽光模擬器可以在室內(nèi)模擬自然太陽光,可獲得穩(wěn)定、可控的模擬太陽光,已廣泛應(yīng)用于航天器空間環(huán)境模擬試驗、太陽電池檢測與標(biāo)定、工程材料老化試驗、生物實驗等領(lǐng)域。但是由于近紅外波段太陽光譜波形陡峭,現(xiàn)有的光源都無法精確模擬。所以本文重點研究可見太陽光波段,基于新型光源LED設(shè)計并制備了可見太陽光模擬器。本文根據(jù)太陽可見光譜特征匹配的設(shè)計需求,設(shè)計并制作了一種由LED(Light Emitting Diode,半導(dǎo)體發(fā)光二極管)、驅(qū)動模組和微納導(dǎo)光膜組成的模擬可見太陽光譜的裝置。在不同LED發(fā)光光譜與太陽光譜的比對、分析的基礎(chǔ)上,采用優(yōu)化后的灰色系統(tǒng)算法等來擬合可見太陽光譜,再由單片機及其附屬設(shè)備驅(qū)動調(diào)光電路調(diào)節(jié)LED陣列的發(fā)光強度,最后經(jīng)光學(xué)導(dǎo)光膜傳導(dǎo)至裝置表面,實現(xiàn)均勻和程控發(fā)光。在不同自然光照范圍內(nèi),該裝置在100-500W/m~2光照強度范圍內(nèi)與可見太陽光譜的匹配度達(dá)到90%。本裝置采用多組無級調(diào)光模式,具有光譜模擬精度高以及光強輸出調(diào)節(jié)范圍寬等特點。本文涉及太陽可見光譜模擬技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種用LED及其驅(qū)動模組和微納導(dǎo)光膜模擬太陽光輻照特性的一種器件。采用在可見光范圍內(nèi)多個不同光譜特征的LED組成點光源,經(jīng)導(dǎo)光膜混光合成來模擬可見波段太陽光譜,并以面陣光源方式呈現(xiàn)。本文的主要研究工作如下:(1)分析大功率LED主要性能特點,建立常用LED光譜數(shù)據(jù)庫;(2)基于灰色關(guān)聯(lián)度優(yōu)化算法的標(biāo)準(zhǔn)太陽光譜匹配研究;(3)使用Tracepro和Origin軟件對顯示器件進(jìn)行模擬,分析得出單個LED光譜和整個器件的擬合光譜,整個器件在空間角-90~0~90~0滿足余弦特性;(4)結(jié)合本實驗特點,設(shè)計LED點陣單元和其包覆材料并進(jìn)行測試;(5)針對項目要求設(shè)計導(dǎo)光膜底部網(wǎng)點與側(cè)邊微結(jié)構(gòu),并進(jìn)行產(chǎn)品制備及測試;(6)根據(jù)可見太陽光模擬器和系統(tǒng)架構(gòu)開發(fā)上位機軟件,包括PC端軟件和云端服務(wù)平臺;(7)實測可見太陽光譜和模擬器數(shù)據(jù),并對測試結(jié)果進(jìn)行了分析。
【圖文】：

導(dǎo)光膜模擬太陽光輻照特性的一種結(jié)構(gòu)。采用在可見太陽光范圍內(nèi)多個不同光譜能量分布的 LED 組成點光源，，經(jīng)導(dǎo)光膜混光合成來模擬可見波段太陽光譜，并以面陣光源方式呈現(xiàn)。本文的主要設(shè)計流程如下圖1-1所示：

海洋光學(xué)光譜儀
【學(xué)位授予單位】：蘇州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TN312.8;TK51

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本文編號：2663980