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    穩態太陽模擬器組合聚光鏡的調整方法

    發布時間:2021-09-17      點擊次數:183
      穩態太陽模擬器是用于衛星控制系統中姿態測量關鍵部件——太陽敏感器研制中的一種重要的地面模擬試驗與標定設備,其功能是在實驗室內模擬真實的太陽輻照度、太陽準直角、太陽光譜特性、輻照穩定性和均勻性等,供星上部件——太陽敏感器在地面進行性能測試和精度標定使用。
      穩態太陽模擬器采用同軸透射式準直光學系統,主要由組合聚光鏡、短弧氙燈、光學積分器(場鏡與投影鏡)、光闌、準直物鏡組成。選取短弧氙燈作為模擬器的光源,將氙燈置于組合聚光鏡的焦點一處,這樣由氙燈發出的輻射通量會聚到聚光鏡的焦點二處,形成一個呈高斯形式的照度分布,這個分布經過光學積分器的勻光作用后,再經視場光闌和準直物鏡以平行光出射,在輻照面上形成一個輻照度均勻的光斑,從而模擬了太陽光輻照。
      穩態太陽模擬器組合聚光鏡:
      組合聚光鏡由橢球聚光鏡和球面反光鏡組合而成。要保證聚光鏡光軸與光學系統光軸一致,就要求聚光鏡能進行水平位置和傾斜角度的調節。利用調整環上的三個徑向螺釘推動聚光鏡沿x、y方向實現±5mm的移動;利用三頂三拉機構完成傾斜角度調整,調整好位置后由調整環的鎖緊螺釘鎖緊。
      組合聚光鏡是一個熱量集中的位置,容易產生熱應力變形,為了很好地解決其熱變形的問題,在聚光鏡外壁增加環狀散熱片,可以同時實現聚光鏡的散熱和增強其強度的功能;并在固定組合聚光鏡的圓盤上開數個通風孔,對其進行熱控制。
      利用Ansys軟件對組合聚光鏡溫度場進行分析,可以看到在聚光鏡焦點一附近,聚光鏡溫度較高,聚光鏡出瞳口徑由于熱應力產生了微小收縮,而其底端開口部位幾乎沒有發生形變,微小形變不會對其光學性能產生影響。
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