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基于LED和微纳导光膜的可见太阳光模拟器设计与研制

更新时间：2020-03-24 12:17:25 大小：5M 上传用户：songhuahua查看TA发布的资源 标签：led微纳导光膜 下载积分：3分 评价赚积分 （如何评价?） 打赏 收藏 评论(0) 举报

资料介绍

太阳光谱模拟器是模拟太阳光辐照特性的试验设备，利用太阳光模拟器可以在室内模拟自然太阳光，可获得稳定、可控的模拟太阳光，已广泛应用于航天器空间环境模拟试验、太阳电池检测与标定、工程材料老化试验、生物实验等领域。但是由于近红外波段太阳光谱波形陡峭，现有的光源都无法精确模拟。所以本文重点研究可见太阳光波段，基于新型光源LED设计并制备了可见太阳光模拟器。

  本文根据太阳可见光谱特征匹配的设计需求，设计并制作了一种由LED(Light Emitting Diode，半导体发光二极管)、驱动模组和微纳导光膜组成的模拟可见太阳光谱的装置。在不同LED发光光谱与太阳光谱的比对、分析的基础上，采用优化后的灰色系统算法等来拟合可见太阳光谱，再由单片机及其附属设备驱动调光电路调节LED阵列的发光强度，最后经光学导光膜传导至装置表面，实现均匀和程控发光。在不同自然光照范围内，该装置在100-500W/m2光照强度范围内与可见太阳光谱的匹配度达到90％。本装置采用多组无级调光模式，具有光谱模拟精度高以及光强输出调节范围宽等特点。

  本文涉及太阳可见光谱模拟技术领域，具体涉及一种用LED及其驱动模组和微纳导光膜模拟太阳光辐照特性的一种器件。采用在可见光范围内多个不同光谱特征的LED组成点光源，经导光膜混光合成来模拟可见波段太阳光谱，并以面阵光源方式呈现。本文的主要研究工作如下：

  （1）分析大功率LED主要性能特点，建立常用LED光谱数据库；

  （2）基于灰色关联度优化算法的标准太阳光谱匹配研究；

  （3）使用Tracepro和Origin软件对显示器件进行模拟，分析得出单个LED光谱和整个器件的拟合光谱，整个器件在空间角-900~900满足余弦特性；

  （4）结合本实验特点，设计LED点阵单元和其包覆材料并进行测试；

  （5）针对项目要求设计导光膜底部网点与侧边微结构，并进行产品制备及测试；

  （6）根据可见太阳光模拟器和系统架构开发上位机软件，包括PC端软件和云端服务平台；

  （7）实测可见太阳光谱和模拟器数据，并对测试结果进行了分析。

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