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邁可諾技術有限公司
主營產品： 美國Laurell勻膠機,WS1000濕法刻蝕機,Cargille光學凝膠,EDC-650顯影機,NOVASCAN紫外臭氧清洗機 |
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2024-8-26 閱讀(472)
太陽光模擬器
01
太陽輻射的基礎知識
太陽的表面溫度約為5800 K，這意味著太陽輻射的電磁頻譜與5800 K 的黑體相似，但它包含了精細的結構，這是由于太陽外圍的冷氣體吸收(Fraunhofer 線)。當太陽與地球相距1 個天文單位( 地球-太陽平均距離為149,597,890 km) 時，地球外層大氣的太陽輻照度為1360 W m-2。這個值稱為太陽常數，是整個電磁光譜的總體輻照度。圖1 顯示了地球大氣層外太陽輻射的電磁光譜，所示的范圍為200—2500 nm，包括到達地球的總輻照度的96.3%，其余3.7% 大部分為較長波長。
圖 1. 太陽輻射光譜與地球大氣層外的5800 K 黑體的光譜比較。
地球表面太陽輻射的電磁頻譜受多種因素的影響，包括直接輻射和散射輻射。直接輻射是從太陽直接照射到 地球表面的能量，而散射輻射是從天空散射的光中接收能量，并被周圍環境反射( 圖2)。在地表測量的總輻射 稱為全局輻射，其中目標表面的方向由全局輻照度確定。對于直接輻射，目標表面與入射輻射正交。太陽是一個 球形光源，直徑約1.39x106 km。到地球的平均距離為一個天文單位。太陽輻射的直接部分是準直的，角度約為 0.53( 全角)，而“散射"部分是從半球天空和地面反射和散射入射的。全局輻射，即直接輻射和散射輻射的總和， 本質上是均勻的。
圖 2. 地球上的總輻射，包含直接輻射、散射輻射和反射。
太陽輻射入射到地球表面的數量受經過大氣層的數量的影響。在任何位置，這條到達地面的路徑的長度隨著 時間的推移而變化，隨著太陽角度的變化，白天地面太陽輻射水平也有明顯的變化。此外，由于吸收和散射長度 的變化，光譜的形狀每天都在變化。由于不穿過任何氣團，所以地外光譜被稱為氣團0 (AM 0) 光譜。正午時分， 太陽直射地球赤道，太陽輻射直接穿過大氣層。在這種條件下，海平面上的太陽光譜稱為氣團1 光譜。太陽直射 的全局輻射同樣被稱為氣團1 全局輻射(AM1G)。任何天頂角的大氣路徑都被簡單地描述為相對于頭頂的氣團( 圖 3)。實際路徑長度可以對應小于1 的氣團( 高海拔地區)，也可以對應日落前非常高的氣團。 太陽光模擬 器使用過濾器來模擬空氣質量為0 和1.5 時的光譜，這是大多數比較測試工作的基礎。
圖 3. 路徑長度( 以氣團為單位) 隨天頂角的變化而變化。
02
基于氙的太陽光模擬器
太陽光模擬器提供了與太陽光譜接近的光譜匹配。雖然不是很精確，但已是大多數應用程序中好的。圖 4 顯示了一個典型的太陽光模擬器的光學原理。該裝置核心的氙氣弧光燈有一個小而高的發光弧，允許有效的 光束準直。它發出的光譜類似于5800 K 的黑體，偶爾有線條結構。系統的設計特點包括低焦距比采集圖形，光束均勻化和濾波，最后是準直。該模擬器在均勻、準直的光束中產生連續的太陽光譜輸出。光束準直模擬了地球上 的光束，并模擬表征了輻射誘發的現象。
圖 4. 太陽光模擬器的光程模擬系統。
由于氙氣具有強原子發射線，氙燈的輸出在800—1100 nm 波長范圍內，與太陽光譜不同。太陽光模 擬器使用過濾器來減少這些原子發射線的影響。紅外失配的影響取決于應用場合。AM Direct 和AM 1.5 濾波器 對光譜的可見光和紫外光部分進行了修改，使其與標準的太陽光譜能夠更好地匹配。
03
紫外太陽光模擬器
紫外增強型太陽光模擬器適用于需要強紫外光源的工作，而不需要復雜的可見光和紅外加熱。這對于活體生物研究尤為重要。紫外增強模擬器類似于全光譜太陽光模擬器，然而，為減少輻射在可見光和紅外區域的光譜， 它們的光譜分布需要修改。自然陽光包括UVA 和UVB 輻射，UVA 和UVB 區域的研究引起人們廣泛的關注。
紫外線增強型太陽光模擬器通常有三種配置:
1、UVA, UVB和 UVC——這種光源可產生 210—400 nm 紫外光
2、UVA和 UVB ——該模擬器可產生 280—400 nm 的紫外光，并有一個 UVC 阻擋濾光片
3、UVA——該系統可產生320—400 nm 的紫外光，并含有 UVB 和 UVC 阻擋濾光片
Ossila 太陽光模擬器
太陽光模擬器
特點
1.發光二極管燈：ossila 太陽模擬器使用發光二極管來產生光輸出。
2.模塊化設計：Ossila 太陽模擬器的模塊化設計使您可以自由地創建適合您需求的太陽能測試系統。
3.易于使用的軟件：Ossila 太陽模擬器不需要特殊的編程或設置，以提供可靠，高質量的太陽輻照度。
4.緊湊的設計，適應性強的功能：我們為繁忙的實驗室環境設計了我們的太陽模擬器，在這些環境中，必須有效利用工作臺空間。
