高轨紫外地球模拟器光学系统的设计与仿真

设计了一种空心发光椭球形紫外地球模拟器光学系统,其中,球体的一半被紫外光源照亮,另一半球不被照亮。通过控制紫外LED 灯组合成多个LED 组元和灯阵实现工作谱段范围内球表面发光亮度在0.2~l.2 W/(sr·m2)可调,发光表面亮度不均匀性优于20%,使用该系统模拟不同太阳亮度时“地相”的几何特征、辐射特性。介绍了地球模拟器的组成和工作原理,利用光学分析软件Lighttools 对地球模拟器的辐射亮度不均匀性进行了仿真分析,并利用有限元分析软件Ansys 对高轨紫外地球模拟器光机结构在0 °C~45 °C的变形进行具体分析。结果表明,球体表面亮度不均匀性为9.5%,辐亮度的最大平均值为1.42