多光路近紫外模拟器的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种多光路近紫外辐照模拟器，包括氙灯、聚光镜、积分器、反射镜、长焦透镜和准直镜，氙灯通过聚光镜将光线会聚后通过腔室一侧壁上的开口孔进入腔室二，腔室二另一侧壁上设置有积分器，光线通过积分器匀光后发散出射，入射到等腰直角三角形腔室斜边的反射镜上，光线经45度反射后入射到长焦透镜上，经长焦透镜发散均匀辐照。本发明的多光路近紫外辐照模拟器具有辐照面积大、辐照度高且使用灵活的优点。对于面积小于Φ180mm的试件，采用准直型10个紫外常数的大辐照度的工作模式进行试验，节约试验时间。对于单个或多个拼接、面积接近Φ300mm的试件，采用5个紫外常数的工作模式，增大辐照范围，提高试验效率。
【专利说明】多光路近紫外模拟器
【技术领域】
[0001]本发明属于紫外辐照模拟【技术领域】，具体涉及一种用于对敏感材料、元器件和部组件进行紫外辐照试验的模拟器。
【背景技术】
[0002]通常，紫外辐照模拟器用于模拟工作谱段在200nm?400nm范围内的紫外太阳辐照，它主要用于对敏感材料、元器件和部组件进行紫外辐照试验，从而研究这些材料在紫外辐照环境下的电学、光学和力学性能退化规律，因此，紫外辐照模拟器的应用范围广泛。
[0003]多光路近紫外模拟器通过准直镜和长焦透镜更换使用，得到准直光或者发散光，在Φ 300mm辐照面积内达到5个紫外常数，Φ 180mm范围内达到10个紫外常数，实现在不同辐照面积和辐照度范围内切换，单台紫外模拟器达到多指标和高性能的目的。
[0004]传统的紫外辐照模拟设备，采用单一光路，一般辐照面积为Φ 150mm范围内，辐照强度为5 — 6个紫外常数，辐照面积较小，且辐照度不高。更大的试验面积可以同时对更大、更多的试件进行试验，更强的辐照强度，则可成倍减少试验时间。大辐照面积和高辐照度是紫外辐照模拟设备的发展趋势。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种多光路近紫外模拟器，该紫外辐照模拟器具有辐照不均匀性、稳定度等性能指标优异、使用灵活方便的特点。
[0006]为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案:
[0007]本发明的多光路近紫外辐照模拟器，包括氙灯、聚光镜、积分器、反射镜、长焦透镜和准直镜，设置在腔室一中的氙灯通过聚光镜将光线会聚后通过腔室一侧壁上的开口孔进入腔室二，腔室二另一侧壁上对应设置有积分器，进入腔室二中的光线通过积分器匀光后发散出射，入射到等腰直角三角形腔室斜边的反射镜上，光线经45度反射后入射到直角底边上的长焦透镜上，光线经45度反射后入射到直角底边上的长焦透镜上，经长焦透镜形成发散均匀辐照；去掉长焦透镜在腔室外部安装准直镜，形成准直均匀辐照。
[0008]其中，长焦透镜和准直镜进行切换，实现Φ300πιπι辐照面积内5个紫外常数和Φ 180mm范围内10个紫外常数两种工作模式。
[0009]其中，氙灯为大功率短弧氙灯。
[0010]其中，数据采集系统采集硅光电池的辐照度数值并通过调节程控电源的输出来调控氙灯的功率，从而调节出射光的辐照。
[0011]其中，长焦透镜是指焦距大于准直镜的透镜。
[0012]其中，积分器通过下部支撑底板支撑。
[0013]本发明的多光路近紫外辐照模拟器具有辐照面积大、辐照度高且使用灵活的优点。对于Φ180_辐照面积可以覆盖的试件，可以采用准直型10个紫外常数的大辐照度的工作模式进行试验，节约试验时间。对于单个接近Φ300_面积的试件，可以采用发散型5个紫外常数的工作模式，试验能力较小辐照面设备显著提高。对于多个拼接接近Φ300_的试件，同样可以采用5个紫外常数的工作模式，充分发挥提高试验效率，减少试验时间的优点。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1是本发明的多光路近紫外辐照模拟器的结构示意图；
[0015]图中，1、氙灯；2、聚光镜；3、积分器；4、反射镜；5、长焦透镜；6、准直镜。
【具体实施方式】
[0016]以下参照附图对本发明的多光路近紫外辐照模拟器的结构进行详细说明，但该描述仅仅示例性的，并不旨在对本发明的保护范围进行任何限制。
[0017]参照图1，图1显示了本发明的多光路近紫外辐照模拟器，该多光路近紫外辐照模拟器包括氣灯1、聚光镜2、积分器3、反射镜4、长焦透镜5、准直镜6。设置在腔室一中的氣灯I通过聚光镜2将光线会聚后通过腔室一侧壁上的开口孔进入腔室二，腔室二另一侧壁上对应设置有积分器3，进入腔室二中的光线通过积分器3匀光后发散出射，入射到等腰直角三角形腔室斜边的反射镜4上，光线经45度反射后入射到直角底边上的长焦透镜5上，经长焦透镜形成发散均匀辐照；去掉长焦透镜5在腔室外部安装准直镜6，可以形成准直均匀辐照。
[0018]1、通过变换准直镜，实现Φ300mm辐照面积内5个紫外常数和Φ 180mm范围内10个紫外常数两种工作模式的切换；
[0019]2、通过准直镜等光学镜面形优化，实现两个辐照面内辐照不均匀性均优于± I %。
[0020]本发明的多光路近紫外模拟器达到的主要技术指标包括:
[0021]a)光谱范围 200nm ?400nm ；
[0022]b)辐照面积Φ 300mm时，辐照度I个紫外常数?5个紫外常数可调；(I个紫外常数表不200nm?400nm福照度118W/m2)；
[0023]c)辐照面积Φ 180mm时，辐照度5个紫外常数?10个紫外常数可调；
[0024]d)近紫外辐照不均匀性优于± I %，稳定度优于±3% (1h)。
[0025]本发明的多光路近紫外模拟器光学及光机系统如图1所示，光源选择大功率短弧氙灯，发出的光线经过聚光镜反射，入射积分器，利用积分器的匀光作用，发散出射；系统中的反射镜同时起到滤光片的作用，其在200-400nm光谱范围内反射率大于0.9，在500nm以上反射率小于0.1 ;光线经反射镜反射后，只通过长焦透镜，将在辐照面形成Φ300πιπι的发散均匀辐照，最大辐照度5个紫外常数，即200nm-400nm光谱范围内辐照度大于590W/m2 ;只通过准直镜，将在辐照面形成Φ180_的准直均匀辐照，最大辐照度10个紫外常数，200nm-400nm光谱范围内辐照度大于1180W/m2。两光路切换过程中，只需要更换透镜，不需要调节设备的其他光学元件，就可以保证辐照不均匀性优于± I %。长焦透镜是指焦距大于准直镜的透镜，反射镜与水平面呈45 °角。长焦透镜与准直镜任选一个使用，下底板上支撑有积分器。
[0026]多光路近紫外模拟器具有辐照不均匀性、稳定度等性能指标优异、使用灵活方便的特点，可同时满足各种材料表面、敏感材料、部组件和元器件对不同辐照面积和辐照度的紫外辐照试验需求，促进材料、元器件等基础科学技术的发展，具有广阔的应用推广前景。
[0027]尽管上文对本发明的【具体实施方式】给予了详细描述和说明，但是应该指明的是，我们可以依据本发明的构想对上述实施方式进行各种等效改变和修改，其所产生的功能作用仍未超出说明书及附图所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.多光路近紫外辐照模拟器，包括氙灯、聚光镜、积分器、反射镜、长焦透镜和准直镜，设置在腔室一中的氙灯通过聚光镜将光线会聚后通过腔室一侧壁上的开口孔进入腔室二，腔室二另一侧壁上对应设置有积分器，进入腔室二中的光线通过积分器匀光后发散出射，入射到等腰直角三角形腔室斜边的反射镜上，光线经45度反射后入射到直角底边上的长焦透镜上，经长焦透镜形成发散均匀辐照；去掉长焦透镜在腔室外部安装准直镜，可以形成准直均匀辐照。
2.如权利要求1所述的多光路近紫外辐照模拟器，其中，长焦透镜和准直镜进行切换，实现Φ300mm辐照面积内5个紫外常数和Φ180πιπι范围内10个紫外常数两种工作模式。
3.如权利要求1所述的多光路近紫外辐照模拟器，其中，氙灯为大功率短弧氙灯，出射光线为连续紫外光谱。
4.如权利要求1所述的多光路近紫外辐照模拟器，其中，数据采集系统采集硅光电池的辐照度数值并通过调节程控电源的输出来调控氙灯的功率，从而调节出射光的辐照。
5.如权利要求1所述的多光路近紫外辐照模拟器，其中，长焦透镜是指焦距大于准直镜的透镜。
6.如权利要求1所述的多光路近紫外辐照模拟器，其中，积分器通过下部支撑底板支撑。
【文档编号】G02B27/09GK104198383SQ201410312785
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年7月2日 优先权日:2014年7月2日
【发明者】许杰, 李竑松, 向艳红, 刘高同, 李高, 张鹏嵩, 陈金明 申请人:北京卫星环境工程研究所