태양광 시뮬레이터의 핵심 사명은 실험실 내에서 실제 태양광에 가까운 스펙트럼, 강도, 공간 분포를 재현하는 것이다.그 중에서 빛의 강도와 균일성은 실험 데이터의 신뢰성을 직접적으로 결정한다.그 발전경로는 바로 전통적인 제논등으로부터 선진적인 레이자광원에 이르는 진화사로서 매 한걸음마다 기술과 도전을 수반한다.

제논 시대: 광학 시스템의 높은 보상

단호 제논등은 시뮬레이터의 고전적인 광원으로 그 스펙트럼과 태양 스펙트럼의 일치도가 비교적 높다.그러나 제논등 자체는 높은 밝기의 점광원으로서 그 원시적인 반점의 중심과 변두리의 빛강도의 차이가 아주 크다.균일성을 높이기 위해 기술 경로는 적분기 (광봉) 와 복안 렌즈와 같은 복잡한 광학 적분 시스템에 의존합니다.이러한 시스템은 빔을 분할, 중첩하여 고르지 않은 광원을"흩어짐"과 같이"재조합"하여 빛의 강도를 균등화합니다.이 경로의 도전은 시스템이 복잡하고 부피가 방대하며 광로교정이 정밀하고 거대한 광에네르기손실이 존재하며 최종조사면의 균일성은 일반적으로 ± 2% 의 병목을 돌파하기 어렵다.

LED 어레이의 혁신: 전자 변조의 유연성

LED 광원은 서로 다른 파장의 LED 칩을 어레이에 통합함으로써 스펙트럼의 전자 변조를 실현했다.균일성 측면에서, 그 장점은 어레이의 각 LED의 위치를 정확하게 배열하고, 그 구동 전류를 독립적으로 제어하여 광원 차원에서 능동적으로 광장 분포를"조성"할 수 있다는 것이다.이런 방법은 수동 광학 교정보다 더 유연하다.그러나 그 도전은 각 LED가 여전히 랑베르체에서 발광하고 혼광거리가 높으며 부동한 파장의 LED간의 광학직렬교란을 피하고 높은 등급을 실현하려면 균일성은 여전히 정밀한 광학설계와 복잡한 교정계산법이 필요하다는것이다.

레이저 광원: 시나리오의 잠재적 과제

레이저는 방향성, 단색성 광원이다.이론적으로 서로 다른 파장의 레이저를 조합하고 확산편과 진동경에 맞추어 산란함으로써 균일성의 반점을 얻을 수 있다.이 경로는 잠재력이 매우 커서 초고성능을 실현할 수 있을 것이다.그러나 직면한 도전도 가장 심각하다.

산반효과: 레이저의 상간성은 조사면에서 엄중한 간섭산반을 산반시켜 균일성을 파괴한다.반점을 제거하려면 복잡하고 비싼 기술 (예: 회전 확산 필름, 음광 모뎀 등) 이 필요합니다.

비용 및 안전성: 다파장 레이저 시스템은 비용이 많이 들고 고출력 레이저는 현저한 안전 위험을 가져온다.

결론: 제논등에서 레이저에 이르기까지 태양광 시뮬레이터의 빛의 강도 균일성의 향상 경로는"후기 광학 보완"에 의존하는 것에서"원천 광장 설계"로 나아가는 과정이며, 그 핵심 도전도 광원 자체의 불균일성을 극복하는 것에서 레이저의 상관성을 어떻게 길들일 것인가라는 더 높은 단계의 난제로 바뀌었다.