Научно-технический
«ОПТИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ»
издается с 1931 года
 
   
Русский вариант сайта Английский вариант сайта
   
       
   
       
Статьи последнего выпуска

Электронные версии
выпусков начиная с 2008


Алфавитный указатель
2000-2010 гг


444
Архив оглавлений
выпусков 2002-2007 гг


Реквизиты и адреса

Вниманию авторов и рецензентов!
- Порядок публикации
- Порядок рецензирования статей
- Типовой договор
- Правила оформления
- Получение авторского вознаграждения


Контакты

Подписка

Карта сайта





Журнал с 19.02.2010 входит в новый «Перечень ведущих рецензируемых научных журналов и изданий, в которых должны быть опубликованы основные научные результаты диссертации на соискание ученой степени доктора и кандидата наук»
Аннотации (02.2017) : КОНСТРУКЦИЯ ОПТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ СОЛНЕЧНОГО ИМИТАТОРА С ВЫСОКОЙ СТЕПЕНЬЮ КОЛЛИМАЦИИ И ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ОСВЕЩЁННОСТИ

КОНСТРУКЦИЯ ОПТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ СОЛНЕЧНОГО ИМИТАТОРА С ВЫСОКОЙ СТЕПЕНЬЮ КОЛЛИМАЦИИ И ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ОСВЕЩЁННОСТИ

DESIGN OF OPTICAL SYSTEM OF SOLAR SIMULATOR WITH HIGH COLLIMATION DEGREE AND HIGH IRRADIANCE

© 2017    Liu Shi*,**; Zhang Guoyu*,**; Sun Gaofei*,**; Wang Lingyun*,**; Gao Yujun***

*     College of Optoelectronic Engineering, Changchun University of Science and Technology, Changchun, China;

**   Optical Measurement and Control Instrumentation, Jilin Province Engineering Research Center, Changchun, China

*** Changchun Institute of Optics, Fine Machines and Physics, Chinese Academy of Sciences, Changchun, China

Е-mail: 2811792642@qq.com

To solve the bottleneck caused by the fact that solar simulators are unable to simulate a solar collimation angle of 32 and an irradiance of one solar constant at the same time, we designed a new type of optical system for solar simulators. Five major design aspects of the optical system are addressed: the hybrid condenser, collimation lens, field stop, optimization of the optical integrator and the effects on the non-uniformity when the projector lens is defocused. The results show that the solar simulator described in this paper, can realize a solar angle of 32 and an irradiance of one solar constant. Meanwhile, the non-uniformity is less than ±1.34% when the irradiation area has a diameter that is no more than 100 mm and in the 100–300 mm diameter range is less than ±3.8%.

Keywords: solar simulator, optical system design, high collimation degree, high irradiance. 

OCIS codes: 230.0230, 220.4830, 220.3620

Submitted 24.11.2015.

 

© 2017 г.     Liu Shi, Zhang Guoyu, Sun Gaofei, Wang Lingyun, Gao Yujun

Разработана конструкция нового типа оптической системы солнечного имитатора, позволяющая устранить обычное для солнечных имитаторов ограничение – невозможность одновременного достижения значения коллимационного угла 32 и облучённости в одну солнечную постоянную. Приняты во внимание следующие пять основных аспектов: гибридный конденсор, коллимирующая линза, полевая апертура, оптимизация оптического сумматора и эффекты неоднородности освещённости при дефокусировке проецирующего объектива. В результате, описанный в работе имитатор способен обеспечить коллимационный солнечный угол в 32 при величине энергетической освещённости в одну солнечную постоянную. При этом неоднородность освещённости при диаметре поля не более 100 мм составляет величину менее ±1,34%, а при диаметре 100–300 мм – менее ±3,8%.

Ключевые слова: солнечный имитатор, конструирование оптических систем, коллимационный угол, энергетическая освещенность.

References

1.         Buchele D.R. Lens projection system for a solar simulator providing irradiance of 100 solar constants // Applied Optics. 1973. № 12. P. 355–358.

2.         Olson R.A., Parker J.H.  Carbon arc solar simulator // Applied Optics. 1991. V. 30. P. 1290–1293.

3.         Bartera R.E., Riise H.N., Miller C.G. Solar simulators at the Jet Propulsion Laboratory // Applied Optics. 1970.  V. 9. P. 1068–1074 .

4.        Liebmann R. Solar simulator for a 3-m space environment chamber // Applied Optics. 1968. V. 7. P. 315–323.

5.         Parretta A., Antonini A., Armani M., Nenna G., Flaminio G., Pellegrino M. Double-cavity radiometer for high-flux density solar radiation measurements // Applied Optics. 2007.  V. 46. P. 2166–2179.

6.        Abdel Rahman H., Kirah K., Ghali H., Anis W.  Simulation of an asymmetric contacted carbon nanotube for solar-energy harvesting // Applied Optics. 2014. V. 53. P. 1237–1241.

7.         Domínguez C., Antón I., Sala G. Solar simulator for concentrator photovoltaic systems // Optics express. 2008. V. 16. P. 14894–14901.

8.        Singh N.D., Moocarme M., Edelstein B., Punnoose N., Vuong L.T. Anomalously-large photo-induced magnetic response of metallic nanocolloids in aqueous solution using a solar simulator // Optics express. 2012. V. 20. P. 19214–19225.

9.        Tremblay E.J., Loterie D., Moser C. Thermal phase change actuator for self-tracking solar concentration // Optics express.  2012. V. 20. P. A964–A976.

10.       Park M., Oh K., Kim J., Shin H.W., Oh B.D. A tapered dielectric waveguide solar concentrator for a compound semiconductor photovoltaic cell // Optics express. 2010. V. 18. P. 1777–1787.

11.       Waśniewski T. Processes of excitation and deactivation of excitation energy in organic wavelength transformers cooperating with solar photovoltaic cells // Applied Optics. 1992. V. 31. P. 2163–2167.

12.       De Young R.J. Beam profile measurement of a solar-pumped iodine laser // Applied Optics. 1986. V. 25. P. 3850–3854.

13.       Wilson A.D. Spectroscopic studies of small linear flashlamps for use as solar radiation simulators // Applied Optics. 1984. V. 23. P. 1305–1307.

14.       Powell I. New concept for a system suitable for solar simulation // Applied Optics. 1980. V. 19. P. 329–334.

 

 

Полный текст