[发明专利]拼合式大直径太阳光模拟器准直镜

说明书

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，特别是一种拼合式大直径太阳光模拟器准直镜。

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及准直镜机架4。所述准直镜2及准直镜机架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。当积分器口径为直径180mm，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中的准直镜机架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，而提供一种新型结构的拼合式大直径太阳光模拟器准直镜，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，且结构简单、重量轻。

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拼合式大直径太阳光模拟器准直镜，包括准直镜基座及安装于准直镜基座上的由多个相同曲率半径、相同面积的正六边形球面镜单元拼合构成的球面镜，所述正六边形球面镜单元包括铁磁性正六边形球面镜板、设有安装轴的镜背支架、圆形磁性吸环及硅胶粘结层；所述圆形磁性吸环与所述镜背支架固定，所述铁磁性正六边形球面镜板通过硅胶粘结层吸附并粘结于所述圆形磁性吸环上；所述正六边形球面镜单元以安装轴固定于所述准直镜基座上。

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。

前述的拼合式大直径太阳光模拟器准直镜，其中所述球面镜是由1+6n个正六边形球面镜单元拼合构成，其中n为自然数中的任一数。

前述的拼合式大直径太阳光模拟器准直镜，其中所述球面镜是由19个正六边形球面镜单元拼合构成。

前述的拼合式大直径太阳光模拟器准直镜，其中所述铁磁性正六边形球面镜板是电铸镍板薄片。

前述的拼合式大直径太阳光模拟器准直镜，其中所述电铸镍板薄片的厚度为2～10mm。

前述的拼合式大直径太阳光模拟器准直镜，其中所述电铸镍板薄片的厚度为3mm。

前述的拼合式大直径太阳光模拟器准直镜，其中所述准直镜基座上设有多个正六边形球面镜单元的安装孔，所述各安装孔的轴线均与所构成的球面镜的镜面垂直；所述镜背支架的安装轴的端部设有调节螺杆，所述正六边形球面镜单元以安装轴端部的调节螺杆插入所述准直镜基座上的安装孔内，两侧用螺母紧固。