CN103135244A - 太阳光模拟器金属多孔准直镜 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种太空飞行器模拟实验设备领域的太阳光模拟器金属准直镜，特别是一种太阳光模拟器金属多孔准直镜，为具有一定厚度的金属圆盘，所述金属圆盘的一面为球面镜，另一面为与所述球面镜轴线垂直的平面，其中所述金属圆盘非球面镜的另一面，即平面上设有多个均匀排列的盲孔，所述盲孔与所述平面垂直，所有各盲孔的底部中心与球面镜表面之间的距离均相等。使其在热胀冷缩引起的镜面变形条件下，仍然可保证反射光均匀性达到±5%的要求。

Description

太阳光模拟器金属多孔准直镜

技术领域

本发明涉及一种太空飞行器模拟实验设备领域的太阳光模拟器金属准直镜，特别是一种太阳光模拟器金属多孔准直镜。

背景技术

地面模拟太空环境阳光装置如图1所示，包括光源1、准直镜2、模拟太空环境的真空罐3及准直镜支架4。所述准直镜2及准直镜支架4设于所述模拟太空环境的真空罐中，真空罐抽气至真空，用液氮冷却罐体至零下200℃低温，放入太空飞行器进行模拟检测，同时用光源1通过准直镜2模拟太阳光照射被检测目标。

自然界太阳光的光辐射非常均匀，辐射到达地球附近，准直角约为32′，光辐射按光波长有相应的能量分布。

所述光源1，通常以超高压球型氙灯为光源，其光谱分布接近太阳光光谱。用椭球聚光镜将放在第一焦点上的氙灯发光点汇聚到椭球第二焦点上，照射阵列透镜组成的光学积分器，变成若干个分布在积分器面内的小点光源发光。其后，若干点光源发光在后方叠加成为均匀光。在有效范围平面内，其光学均匀性可达±3%。

这些点光源发出的光束，通过一个准直镜2（球面反射镜）反射以后，成为平行光。其平行度即为准直度a，为积分器口径对球面镜中心的张角。当积分器口径为Æ180mm，球面镜焦距5米，所反射的光准直角约为±1°，均匀性可达±5%。

现有准直镜如图2所示，是用一定厚度的金属材料（如80mm厚锻铝）制作的球面反射镜，其具体结构为具有一定厚度的金属圆盘， 所述金属圆盘的一面为球面镜21，另一面为与所述球面镜轴线垂直的平面22，由水平轴23（参见图1）安装于真空罐3中的准直镜支架4上。由于该镜体周围环境冷至零下200℃，而镜面又收到光源热辐射造成热累积及二次辐射，镜面材料热胀冷缩引起的镜面变形不均匀，可导致反射光均匀性达不到±5%的要求。

由此可见，上述现有的准直镜的结构仍存在有缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决上述存在的镜面材料热胀冷缩引起的镜面变形不均匀问题，相关单位莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，此显然是相关业者急欲解决的问题。因此如何能创设一种新的准直镜的结构，其镜面材料在热胀冷缩引起的镜面变形条件下，仍然可保证反射光均匀性达到±5%的要求，实属当前重要研发课题之一，亦成为当前业界极需改进的目标。

有鉴于上述现有的准直镜存在的缺陷，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新。经过不断的研究、设计,并经反复试作及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。

发明内容

本发明的目的在于，克服现有的准直镜存在的缺陷，而提供一种新的太阳光模拟器金属多孔准直镜，所要解决的技术问题是使其在热胀冷缩引起的镜面变形条件下，仍然可保证反射光均匀性达到±5%的要求。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种太阳光模拟器金属多孔准直镜，为具有一定厚度的金属圆盘， 所述金属圆盘的一面为球面镜，另一面为与所述球面镜轴线垂直的平面，其中所述金属圆盘非球面镜的另一面，即平面上设有多个均匀排列的盲孔，所述盲孔与所述平面垂直，所有各盲孔的底部中心与球面镜表面之间的距离均相等。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

前述的太阳光模拟器金属多孔准直镜，其中盲孔直径按d=D/（700～820）进行选取，其中d为盲孔的直径, D为球面镜的镜面直径。

前述的太阳光模拟器金属多孔准直镜，其中所述相邻盲孔之间的中心距离均相等，为(1.5～2)d之间的某一值。

前述的太阳光模拟器金属多孔准直镜，其中所述的各盲孔的底部中心与球面镜表面之间的距离均相等，为（0.2～0.6）d之间的某一值。

前述的太阳光模拟器金属多孔准直镜，其中所述金属圆盘的侧面设有安装孔。

前述的太阳光模拟器金属多孔准直镜，其中所述金属圆盘非球面镜的另一面即平面的周侧延设有环形光栏板。

本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。借由上述技术方案,本发明太阳光模拟器金属多孔准直镜可达到相当的技术进步性及实用性，并具有产业上的广泛利用价值，其至少具有下列优点。

本发明太阳光模拟器金属多孔准直镜在金属板的背面挖置多个均匀分布的小孔，整个镜面板的冷热变形被许多小孔分割而成许多小的局部微变形。如果镜焦点上的一个点光源发散光照射它，则形成的反射光在垂直于光轴的平面上的分布，会出现相应均匀分布的小局部不均匀，但从积分器发出的光为分布在不同角度上的多个点光源，它们向镜面照射后，形成的光彼此相叠加，从而使总叠加光仍然均匀。

2、本发明太阳光模拟器金属多孔准直镜，仅是对于现有准直镜做些微的结构改变，所以结构简易，制造成本也相对提高不多，而解决了长期以来未能解决的技术难题。

3、本发明太阳光模拟器金属多孔准直镜，不仅解决了在热胀冷缩引起的镜面变形条件下，仍然可保证反射光均匀性达到±5%的要求，而且减轻了重量，对安装调整带来极大的方便。

综上所述，本发明太阳光模拟器金属多孔准直镜具有上述诸多优点及实用价值，其不论在结构或功能上皆有较大改进，在技术上有显著的进步，并产生了好用及实用的效果，且较现有的准直镜具有增进的突出功效，诚为一新颖、进步、实用的新设计。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图,详细说明如下。

附图说明

图1是使用金属准直镜的地面模拟太空环境阳光装置的结构图。

图2是现有金属准直镜的结构图。

图3是本发明太阳光模拟器金属多孔准直镜的结构剖视图。

图4是图3的A向视图。

图5是图4的俯视图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的太阳光模拟器金属多孔准直镜其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

请参阅图3、图4、图5所示，本发明较佳实施例的一种太阳光模拟器金属多孔准直镜200，为具有一定厚度的金属圆盘， 所述金属圆盘的一面为球面镜201，另一面为与所述球面镜201轴线垂直的平面202，为使本发明的准直镜在热胀冷缩引起的镜面变形条件下，仍然可保证反射光均匀性达到要求。在所述金属圆盘非球面镜的另一面，即平面202上设有多个均匀排列的盲孔203，所述盲孔203与所述平面垂直，所有各盲孔203的底部中心与球面镜201表面之间的距离均相等。

在图示具体实施例中，对于球面镜的镜面直径为1600mm的情况下，所述的盲孔直径为20mm，对于不同镜面直径的球面镜，选用不同的盲孔直径，可按d=D/（700～820）进行选取，其中d为盲孔的直径, D为球面镜的镜面直径。

所述相邻盲孔203之间的中心距离均相等，为(1.5～2)d之间的某一值。

所述的各盲孔203的底部中心与球面镜201表面之间的距离均相等，为（0.2～0.6）d之间的某一值。

所述太阳光模拟器金属多孔准直镜200的金属圆盘的侧面设有安装孔204，以供与水平轴固定。

所述太阳光模拟器金属多孔准直镜10的金属圆盘的另一面，即平面202的周侧延设有环形光栏板205。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明,任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内,当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (6)

1.一种太阳光模拟器金属多孔准直镜，为具有一定厚度的金属圆盘， 所述金属圆盘的一面为球面镜，另一面为与所述球面镜轴线垂直的平面，其特征在于所述金属圆盘非球面镜的另一面，即平面上设有多个均匀排列的盲孔，所述盲孔与所述平面垂直，所有各盲孔的底部中心与球面镜表面之间的距离均相等。

2.根据权利要求1所述的太阳光模拟器金属多孔准直镜，其特征在于所述盲孔直径按d=D/（700～820）进行选取，其中d为盲孔的直径, D为球面镜的镜面直径。

3.根据权利要求1所述的太阳光模拟器金属多孔准直镜，其特征在于所述相邻盲孔之间的中心距离均相等，为(1.5～2)d之间的某一值。

4.根据权利要求1所述的太阳光模拟器金属多孔准直镜，其特征在于所述的各盲孔的底部中心与球面镜表面之间的距离均相等，为（0.2～0.6）d之间的某一值。

5.根据权利要求1所述的太阳光模拟器金属多孔准直镜，其特征在于所述金属圆盘的侧面设有安装孔。

6.根据权利要求1所述的太阳光模拟器金属多孔准直镜，其特征在于所述金属圆盘非球面镜的另一面，即平面的周侧延设有环形光栏板。

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