本發(fā)明的技術(shù)方案涉及專用于光譜學(xué)或色度學(xué)的光源裝置，具體地說(shuō)是采用三種高斯光譜合成A級(jí)太陽(yáng)模擬器光譜的裝置。

背景技術(shù)：

太陽(yáng)模擬器是利用汞燈、氙燈、鹵素等制備的人工光源，在一定波長(zhǎng)區(qū)域與太陽(yáng)光譜接近，可以應(yīng)用在醫(yī)療保健、生物生長(zhǎng)和集成電路芯片抗輻射檢測(cè)等領(lǐng)域。在大氣散射及吸收下，地球上觀察太陽(yáng)光譜出現(xiàn)很多吸收峰，需要復(fù)雜的光學(xué)系統(tǒng)才能完全再現(xiàn)太陽(yáng)光譜，為此太陽(yáng)模擬器光譜允許與太陽(yáng)光譜存在一定差異，出現(xiàn)了AM1.5G標(biāo)準(zhǔn)、AM1.5D標(biāo)準(zhǔn)和AM0標(biāo)準(zhǔn)，并且定義太陽(yáng)模擬器分為A、B和C三個(gè)級(jí)別。在發(fā)光二極管(LED)的出現(xiàn)后，采用了不同數(shù)量的LED來(lái)合成太陽(yáng)模擬器的光譜，LED固體光源的太陽(yáng)模擬成為研究的方向。CN104457981A公開了一種新穎的LED太陽(yáng)模擬器光譜匹配方案，其采用5種LED來(lái)合成太陽(yáng)模擬器光譜，在太陽(yáng)模擬器光譜分解確定包含的高斯光譜方法中，采用數(shù)量較多的高斯光譜在合成太陽(yáng)模擬器時(shí)，存在調(diào)節(jié)參量增加，需要光學(xué)元件種類多和光路復(fù)雜的缺陷。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是：提供采用三種高斯光譜合成A級(jí)太陽(yáng)模擬器光譜的裝置，該裝置采用三種高斯光譜合成太陽(yáng)模擬器AM1.5G標(biāo)準(zhǔn)光譜，其光譜匹配度的最小值和最大值分別為92.88％和106.58％，滿足A級(jí)太陽(yáng)模擬器的要求，該方法克服了現(xiàn)有技術(shù)使用數(shù)量較多的高斯光譜在合成太陽(yáng)模擬器時(shí)，存在調(diào)節(jié)參量增加，需要光學(xué)元件種類多和光路復(fù)雜的缺陷。

本發(fā)明解決該技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：采用三種高斯光譜合成A級(jí)太陽(yáng)模擬器光譜的裝置，其構(gòu)成部件包括三種高斯光譜的光源、兩個(gè)反射鏡和一個(gè)合束器；上述部件之間相互連接的光路方式是：產(chǎn)生第一種高斯光譜的光源輸出第一種高斯光譜的光波經(jīng)過(guò)第一反射鏡反射，進(jìn)入合束器，產(chǎn)生第二種高斯光譜的光源輸出第二種高斯光譜的光波并直接進(jìn)入合束器，產(chǎn)生第三種高斯光譜的光源輸出第三種高斯光譜的光波經(jīng)過(guò)第二反射鏡反射，進(jìn)入合束器，進(jìn)入合束器的三種高斯光譜合成本發(fā)明裝置所產(chǎn)生的A級(jí)太陽(yáng)模擬器光譜。

上述采用三種高斯光譜合成A級(jí)太陽(yáng)模擬器光譜的裝置，所述三種高斯光譜的光源輸出的三種高斯光譜的參數(shù)分別是：第一種高斯光譜的中心波長(zhǎng)是490nm，第二種高斯光譜的中心波長(zhǎng)是720nm，第三種高斯光譜的中心波長(zhǎng)是1000nm，第一種高斯光譜的標(biāo)準(zhǔn)偏差是80nm，第二種高斯光譜的標(biāo)準(zhǔn)偏差是144nm，第三種高斯光譜的標(biāo)準(zhǔn)偏差是80nm，第一種高斯光譜的幅度是1.33W/m²/nm，第二種高斯光譜的幅度是1.24W/m²/nm，第三種高斯光譜的幅度是0.49W/m²/nm。

上述采用三種高斯光譜合成A級(jí)太陽(yáng)模擬器光譜的裝置，所述進(jìn)入合束器的三種高斯光譜合成本發(fā)明裝置所產(chǎn)生的A級(jí)太陽(yáng)模擬器光譜，在AM1.5G標(biāo)準(zhǔn)中的400nm～500nm、500nm～600nm、600nm～700nm、700nm～800nm、800nm～900nm和900nm～1100nm六個(gè)波段中的光譜匹配度分別為96.14％、105.68％、92.88％、106.58％、96.80％和102.01％，該本發(fā)明裝置所產(chǎn)生的A級(jí)太陽(yáng)模擬器光譜達(dá)到AM1.5G標(biāo)準(zhǔn)的A級(jí)太陽(yáng)模擬器的要求，光譜失配度優(yōu)于A級(jí)太陽(yáng)模擬器的最大失配度。

上述采用三種高斯光譜合成A級(jí)太陽(yáng)模擬器光譜的裝置，所用的三種高斯光譜的光源、兩個(gè)反射鏡和一個(gè)合束器均是本領(lǐng)域公知的設(shè)備部件，由公知途徑獲得；其部件之間的相互連接的光路方式是本領(lǐng)域的技術(shù)人員所能掌握的。

本發(fā)明的有益效果是：與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所具有的突出的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著的進(jìn)步如下：

在AM1.5G標(biāo)準(zhǔn)中，將400nm～500nm稱為第一個(gè)波段，將500nm～600nm稱為第二個(gè)波段，將600nm～700nm稱為第三個(gè)波段，將700nm～800nm稱為第四個(gè)波段，將800nm～900nm稱為第五個(gè)波段，將900nm～1100nm稱為第六個(gè)波段。

(1)本發(fā)明裝置中，所使用的第一種高斯光譜的中心波長(zhǎng)為490nm，在AM1.5G標(biāo)準(zhǔn)的六個(gè)波段中的第一個(gè)波段400nm～500nm內(nèi)，同時(shí)接近第一個(gè)波段400nm～500nm與第二個(gè)波段500nm～600nm的邊界500nm。第一種高斯光譜的標(biāo)準(zhǔn)偏差為80nm，對(duì)應(yīng)的其高斯光譜半寬為188nm，相當(dāng)于前五個(gè)波段各自寬度100nm的1.8倍，同時(shí)第一種高斯光譜的中心波長(zhǎng)為490nm，第一種高斯光譜中心波長(zhǎng)與第一波段400nm～500nm最遠(yuǎn)距離為90nm，與第二個(gè)波段500nm～600nm最遠(yuǎn)距離為110nm，與第三個(gè)波段600nm～700nm最遠(yuǎn)距離為210nm，第一種高斯光譜的幅度為1.33W/m²/nm，第一種高斯光譜覆蓋了第一個(gè)波段400nm～500nm和第二個(gè)波段500nm～600nm，并向第三個(gè)波段600nm～700nm延伸。

(2)本發(fā)明裝置中，所使用的第二種高斯光譜的中心波長(zhǎng)為720nm，在AM1.5G標(biāo)準(zhǔn)的六個(gè)波段中的第四個(gè)波段700nm～800nm內(nèi)，同時(shí)接近第三個(gè)波段600nm～700nm與第四個(gè)波段700nm～800nm的邊界700nm。第二種高斯光譜的標(biāo)準(zhǔn)偏差為144nm，對(duì)應(yīng)的高斯光譜半寬為399nm，相當(dāng)于前五個(gè)波段中每個(gè)波段寬度100nm的近4倍，同時(shí)第二種高斯光譜的中心波長(zhǎng)為720nm，第二種高斯光譜中心波長(zhǎng)與第一波段400nm～500nm最遠(yuǎn)距離為320nm，與第六個(gè)波段900nm～1100nm最遠(yuǎn)距離為380nm，第二種高斯光譜的幅度為1.24W/m²/nm，第二種高斯光譜覆蓋了400nm～1100nm六個(gè)波段。

(3)本發(fā)明裝置中，所使用的第三種高斯光譜的中心波長(zhǎng)為1000nm，在AM1.5G標(biāo)準(zhǔn)的六個(gè)波段中的第六個(gè)波段900nm～1100nm的中間。第三種高斯光譜的標(biāo)準(zhǔn)偏差為80nm，對(duì)應(yīng)的高斯光譜半寬為188nm，相當(dāng)于第六個(gè)波段900nm～1100nm的寬度的0.9倍，同時(shí)第三種高斯光譜的中心波長(zhǎng)為1000nm，第三種高斯光譜中心波長(zhǎng)與第五波段800nm～900nm最遠(yuǎn)距離為200nm，第三種高斯光譜的幅度為0.49W/m²/nm，第三種高斯光譜覆蓋了第六個(gè)波段900nm～1100nm，并向第五波段800nm～900nm延伸。

(4)現(xiàn)有技術(shù)中，達(dá)到AM1.5G標(biāo)準(zhǔn)的A級(jí)太陽(yáng)模擬器的光譜匹配度下限為75％和上限為125％，本發(fā)明裝置所產(chǎn)生的A級(jí)太陽(yáng)模擬器光譜在AM1.5G標(biāo)準(zhǔn)的六個(gè)波段中的光譜匹配度分別為96.14％、105.68％、92.88％、106.58％、96.80％和102.01％，其中最小光譜匹配度為92.88％，最大光譜匹配度為106.58％，明顯優(yōu)于AM1.5G標(biāo)準(zhǔn)中A級(jí)太陽(yáng)模擬器光譜匹配度下限75％和上限125％，本發(fā)明裝置所產(chǎn)生的A級(jí)太陽(yáng)模擬器光譜達(dá)到AM1.5G標(biāo)準(zhǔn)的A級(jí)太陽(yáng)模擬器的要求。

(5)現(xiàn)有技術(shù)中采用數(shù)量較多LED或者高斯光譜合成太陽(yáng)模擬器光譜，多個(gè)高斯光譜相互重疊，而本發(fā)明僅采用三種高斯光譜，這三種高斯光譜對(duì)應(yīng)三種LED，只有第一種高斯光譜與第二種高斯光譜存在交疊區(qū)域，第二種高斯光譜與第三種高斯光譜存在交疊區(qū)域，相互重疊的高斯光譜的數(shù)量減少，因此，本發(fā)明裝置減少了合成太陽(yáng)模擬器中需要的高斯光譜的數(shù)量，簡(jiǎn)化了太陽(yáng)模擬器結(jié)構(gòu)的復(fù)雜度，增加太陽(yáng)模擬器的可靠性，提高了高斯光譜的使用效率。

(6)現(xiàn)有技術(shù)中假設(shè)了400nm～700nm均勻分布的白光LED，而本發(fā)明采用單色LED的高斯光譜模型，調(diào)整光譜匹配更靈活。

(7)現(xiàn)有技術(shù)中在700nm～900nm、800nm～900nm和900nm～1100nm采用單一譜線較窄的LED光譜匹配，由三種高斯光譜合成的本發(fā)明裝置所產(chǎn)生的A級(jí)太陽(yáng)模擬器光譜204在這三個(gè)波段的邊界會(huì)較大變化，而本發(fā)明采用三種高斯光譜的半寬分別188nm、399nm和188nm，三種高斯光譜覆蓋了AM1.5G標(biāo)準(zhǔn)中的多個(gè)波段，由三種高斯光譜合成的本發(fā)明裝置所產(chǎn)生的A級(jí)太陽(yáng)模擬器光譜204更平滑。

(8)現(xiàn)有技術(shù)中調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)了400nm～600nm光譜匹配后，再調(diào)節(jié)在600nm～700nm光譜匹配，最后分別調(diào)節(jié)700nm～900nm、800nm～900nm和900nm～1100nm光譜匹配，而本發(fā)明采用三種高斯光譜在400nm～1100nm中整體實(shí)現(xiàn)光譜匹配。

(9)本發(fā)明采用AM1.5G標(biāo)準(zhǔn)作為太陽(yáng)模擬器進(jìn)行計(jì)算，同樣的方法可以推廣到AM1.5D標(biāo)準(zhǔn)，具有通用性。

本發(fā)明所具有的突出的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著的進(jìn)步在下面的實(shí)施例中得到進(jìn)一步說(shuō)明。

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。

圖1為本發(fā)明采用三種高斯光譜合成A級(jí)太陽(yáng)模擬器光譜的裝置的構(gòu)成示意框圖。

圖2為本發(fā)明所采用的三種高斯光譜與本發(fā)明裝置所產(chǎn)生的A級(jí)太陽(yáng)模擬器光譜之間關(guān)系的λ-I曲線圖。

圖3為本發(fā)明裝置所產(chǎn)生的A級(jí)太陽(yáng)模擬器光譜與AM1.5G標(biāo)準(zhǔn)光譜比較的λ-I曲線圖。

圖4為本發(fā)明裝置所產(chǎn)生的A級(jí)太陽(yáng)模擬器光譜分別在AM1.5G標(biāo)準(zhǔn)的六個(gè)波段中的光譜輻照度占整個(gè)六個(gè)波段總光譜輻照度的百分比，以及AM1.5G標(biāo)準(zhǔn)中的A級(jí)太陽(yáng)模擬器六個(gè)波段中光譜輻照度，占整個(gè)六個(gè)波段總光譜輻照度百分比的上、下限的λ-P_M關(guān)系示意圖。

圖5為本發(fā)明裝置所產(chǎn)生的A級(jí)太陽(yáng)模擬器光譜的光譜匹配度，以及AM1.5G標(biāo)準(zhǔn)中的A級(jí)太陽(yáng)模擬器中的光譜匹配度的上、下限的λ-S_M關(guān)系示意圖。

圖中，101.產(chǎn)生第一種高斯光譜的光源，102.產(chǎn)生第二種高斯光譜的光源，103.產(chǎn)生第三種高斯光譜的光源，104.第一反射鏡，105.合束器，106.第二反射鏡，201.第一種高斯光譜，202.第二種高斯光譜，203.第三種高斯光譜，204.本發(fā)明裝置所產(chǎn)生的A級(jí)太陽(yáng)模擬器光譜，301.AM1.5G標(biāo)準(zhǔn)光譜。

圖中，坐標(biāo)單位的含義分別是：λ為輻射波長(zhǎng)，μm為波長(zhǎng)單位，I為光譜輻照度，W/m²/nm為光譜輻照度單位，P_M表示在六個(gè)波段中光譜輻照度占整個(gè)六個(gè)波段的百分比，S_M表示在六個(gè)波段中光譜匹配度，％表示百分號(hào)。

具體實(shí)施方式

圖1所示實(shí)施例表明，本發(fā)明采用三種高斯光譜合成A級(jí)太陽(yáng)模擬器光譜的裝置，其構(gòu)成部件包括三種高斯光譜的光源、兩個(gè)反射鏡和一個(gè)合束器；上述部件之間相互連接的光路方式是：產(chǎn)生第一種高斯光譜的光源101輸出第一種高斯光譜201的光波經(jīng)過(guò)第一反射鏡104反射，進(jìn)入合束器105，產(chǎn)生第二種高斯光譜的光源102輸出第二種高斯光譜202的光波并直接進(jìn)入合束器105，產(chǎn)生第三種高斯光譜的光源103輸出第三種高斯光譜203的光波經(jīng)過(guò)第二反射鏡106反射，進(jìn)入合束器105，進(jìn)入合束器105的三種高斯光譜合成本發(fā)明裝置所產(chǎn)生的A級(jí)太陽(yáng)模擬器光譜204，在此輸出。

圖2所示實(shí)施例表明，本發(fā)明的第一種高斯光譜201、第二種高斯光譜202、第三種高斯光譜203的參數(shù)分別是：標(biāo)準(zhǔn)偏差分別為σ₁＝80nm、σ₂＝144nm及σ₃＝80nm，中心波長(zhǎng)分別為λ₀₁＝490nm、λ₀₂＝720nm和λ₀₃＝1000nm，幅度分別為A₁＝1.33W/m²/nm、A₂＝1.24W/m²/nm和A₃＝0.49W/m²/nm。圖2用λ-I曲線顯示了本發(fā)明所采用的三種高斯光譜與本發(fā)明裝置所產(chǎn)生的A級(jí)太陽(yáng)模擬器光譜之間的關(guān)系。從圖2中可以看出三種高斯光譜峰值位置、峰值高度和分布范圍以及三種高斯光譜交疊區(qū)域，第一種高斯光譜201與第二種高斯光譜202存在明顯的交疊，第二種高斯光譜202與第三種高斯光譜203存在明顯的交疊，第一種高斯光譜201與第三種高斯光譜203的交疊可以忽略，第一種高斯光譜201和第三種高斯光譜203明顯窄于第二種高斯光譜202，第一種高斯光譜201的峰值大小與第二種高斯光譜202接近，第三種高斯光譜203的幅度明顯低于前兩種高斯光譜201和202，這三種高斯光譜的幅度呈現(xiàn)下降的變化規(guī)律，由第一種高斯光譜201、第二種高斯光譜202和第三種高斯光譜203合成的本發(fā)明裝置所產(chǎn)生的A級(jí)太陽(yáng)模擬器光譜204包含這三種高斯光譜的特性。

圖3所示實(shí)施例用λ-I曲線顯示本發(fā)明裝置所產(chǎn)生的A級(jí)太陽(yáng)模擬器光譜204與AM1.5G標(biāo)準(zhǔn)光譜301的比較情況。圖3可見(jiàn)，本發(fā)明裝置所產(chǎn)生的A級(jí)太陽(yáng)模擬器光譜204與AM1.5G標(biāo)準(zhǔn)光譜301接近。由于AM1.5G標(biāo)準(zhǔn)光譜301存在很多峰值，對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)來(lái)說(shuō)，需要較多的高斯光譜才能產(chǎn)生于AM1.5G標(biāo)準(zhǔn)光譜301完全一致的光譜，而本發(fā)明僅采用三種高斯光譜合成的本發(fā)明裝置所產(chǎn)生的A級(jí)太陽(yáng)模擬器光譜204在AM1.5G標(biāo)準(zhǔn)的六個(gè)波段中的光譜匹配度分別為96.14％、105.68％、92.88％、106.58％、96.80％和102.01％，其中最小光譜匹配度為92.88％，最大光譜匹配度為106.58％，明顯優(yōu)于AM1.5G標(biāo)準(zhǔn)中A級(jí)太陽(yáng)模擬器光譜匹配度下限75％和上限125％，本發(fā)明裝置所產(chǎn)生的A級(jí)太陽(yáng)模擬器光譜達(dá)到AM1.5G標(biāo)準(zhǔn)的A級(jí)太陽(yáng)模擬器的要求。因此，本發(fā)明裝置減少了合成太陽(yáng)模擬器中需要的高斯光譜的數(shù)量，簡(jiǎn)化了太陽(yáng)模擬器結(jié)構(gòu)的復(fù)雜度，增加太陽(yáng)模擬器的可靠性，提高了高斯光譜的使用效率。

圖4所示實(shí)施例表明，AM1.5G標(biāo)準(zhǔn)的六個(gè)波段400nm～500nm、500nm～600nm、600nm～700nm、700nm～800nm、800nm～900nm和900nm～1100nm中的各自光譜匹配度的百分比為M_P1、M_P2、M_P3、M₄、M_P5和M_P6，AM1.5G標(biāo)準(zhǔn)中的A級(jí)太陽(yáng)模擬器分別在上述AM1.5G標(biāo)準(zhǔn)的六個(gè)波段中的光譜輻照度所占整個(gè)六個(gè)波段總光譜輻照度百分比的上限為A_P1、A_P2、A_P3、A_P4、A_P5和A_P6，下限為B_P1、B_P2、B_P3、B_P4、B_P5和B_P6；本發(fā)明裝置所產(chǎn)生的A級(jí)太陽(yáng)模擬器光譜分別在上述AM1.5G標(biāo)準(zhǔn)的六個(gè)波段中的光譜輻照度所占整個(gè)六個(gè)波段總光譜輻照度的百分比為C_P1、C_P2、C_P3、C₄、C_P5和C_P6，圖4顯示C_P1、C_P2、C_P3、C₄、C_P5和C_P6完全在AM1.5G標(biāo)準(zhǔn)中的A級(jí)太陽(yáng)模擬器的A_P1B_P1、A_P2B_P2、A_P3B_P3、A_P4B_P4、A_P5B_P5和A_P6B_P6的范圍內(nèi)，并且接近AM1.5G標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的六個(gè)波段各自光譜匹配度的百分比M_P1、M_P2、M_P3、M₄、M_P5和M_P6。

圖5所示實(shí)施例表明，AM1.5G標(biāo)準(zhǔn)中的A級(jí)太陽(yáng)模擬器分別在AM1.5G標(biāo)準(zhǔn)的400nm～500nm、500nm～600nm、600nm～700nm、700nm～800nm、800nm～900nm和900nm～1100nm六個(gè)波段中的光譜匹配度的上限為A_S1、A_S2、A_S3、A_S4、A_S5和A_S6，下限為B_S1、B_S2、B_S3、B_S4、B_S5和B_S6；本發(fā)明裝置所產(chǎn)生的A級(jí)太陽(yáng)模擬器光譜分別在上述六個(gè)波段中的光譜匹配度為C_S1、C_S2、C_S3、C₄、C_S5和C_S6。圖5顯示，本發(fā)明裝置所產(chǎn)生的A級(jí)太陽(yáng)模擬器光譜分別在上述六個(gè)波段中的光譜匹配度C_S1、C_S2、C_S3、C₄、C_S5和C_S6接近AM1.5G標(biāo)準(zhǔn)的六個(gè)波段的各自光譜100％匹配度M_P1、M_P2、M_P3、M₄、M_P5和M_P6，并在AM1.5G標(biāo)準(zhǔn)中的A級(jí)太陽(yáng)模擬器光譜匹配度的上限、下限A_S1B_S1、A_S2B_S2、A_S3B_S3、A_S4B_S4、A_S5B_S5和A_S6B_S6的范圍內(nèi)。

實(shí)施例

本實(shí)施例采用三種高斯光譜合成A級(jí)太陽(yáng)模擬器光譜的裝置，其構(gòu)成部件包括三種高斯光譜的光源、兩個(gè)反射鏡和一個(gè)合束器；其構(gòu)成部件包括三種高斯光譜的光源、兩個(gè)反射鏡和一個(gè)合束器；上述部件之間相互連接的光路方式是：產(chǎn)生第一種高斯光譜的光源101輸出第一種高斯光譜的光波經(jīng)過(guò)第一反射鏡104反射，進(jìn)入合束器105，產(chǎn)生第二種高斯光譜的光源102輸出第二種高斯光譜的光波并直接進(jìn)入合束器105，產(chǎn)生第三種高斯光譜的光源103輸出第三種高斯光譜的光波經(jīng)過(guò)第二反射鏡反射106，進(jìn)入合束器105，進(jìn)入合束器105的三種高斯光譜合成本發(fā)明裝置所產(chǎn)生的A級(jí)太陽(yáng)模擬器光譜204。

上述采用三種高斯光譜合成A級(jí)太陽(yáng)模擬器光譜的裝置，所述三種高斯光譜的光源輸出的三種高斯光譜的參數(shù)分別是：第一種高斯光譜201的中心波長(zhǎng)是490nm，第二種高斯光譜202的中心波長(zhǎng)是720nm，第三種高斯光譜203的中心波長(zhǎng)是1000nm，第一種高斯光譜201的標(biāo)準(zhǔn)偏差是80nm，第二種高斯光譜202的標(biāo)準(zhǔn)偏差是144nm，第三種高斯光譜203的標(biāo)準(zhǔn)偏差是80nm，第一種高斯光譜201的幅度是1.33W/m²/nm，第二種高斯光譜202的幅度是1.24W/m²/nm，第三種高斯光譜203的幅度是0.49W/m²/nm。

上述采用三種高斯光譜合成A級(jí)太陽(yáng)模擬器光譜的裝置，所述進(jìn)入合束器105的三種高斯光譜合成本發(fā)明裝置所產(chǎn)生的A級(jí)太陽(yáng)模擬器光譜204在AM1.5G標(biāo)準(zhǔn)中的400nm～500nm、500nm～600nm、600nm～700nm、700nm～800nm、800nm～900nm和900nm～1100nm六個(gè)波段中的光譜匹配度分別為96.14％、105.68％、92.88％、106.58％、96.80％和102.01％，該本發(fā)明裝置所產(chǎn)生的A級(jí)太陽(yáng)模擬器光譜204達(dá)到AM1.5G標(biāo)準(zhǔn)的A級(jí)太陽(yáng)模擬器的要求，光譜失配度優(yōu)于A級(jí)太陽(yáng)模擬器的最大失配度。

上述進(jìn)入合束器105的三種高斯光譜分別表示如下：

第一種高斯光譜201

第二種高斯光譜202

第三種高斯光譜203

其中，λ為輻射波長(zhǎng)，A_i(i＝1,2,3)分別表示三種高斯光譜的幅度，λ_0i(i＝1,2,3)分別表示三種高斯光譜的中心波長(zhǎng)，σ_i(i＝1,2,3)分別表示三種高斯光譜的標(biāo)準(zhǔn)偏差，利用這三種高斯光譜公式(1)～(3)合成太陽(yáng)模擬器的光譜。三種高斯光譜的標(biāo)準(zhǔn)偏差σ₁＝80nm、σ₁＝144nm及σ₁＝80nm，中心波長(zhǎng)分別為λ₀₁＝490nm、λ₀₂＝720nm和λ₀₃＝1000nm，幅度分別為A₁＝1.33W/m²/nm、A₂＝1.24W/m²/nm和A₃＝0.49W/m²/nm，則公式(1)～(3)化成

根據(jù)三種高斯光譜的半寬W_FWHMi(i＝1,2,3)分別與高斯光譜的標(biāo)準(zhǔn)偏差σ_i(i＝1,2,3)的關(guān)系為

可以計(jì)算出三種高斯光譜的標(biāo)準(zhǔn)偏差σ₁＝80nm、σ₂＝144nm及σ₃＝80nm，對(duì)應(yīng)的高斯光譜的半寬W_FWHMi(i＝1,2,3)分別為188nm、399nm和188nm。

在AM1.5G標(biāo)準(zhǔn)中，將400nm～500nm稱為第一個(gè)波段，將500nm～600nm稱為第二個(gè)波段，將600nm～700nm稱為第三個(gè)波段，將700nm～800nm稱為第四個(gè)波段，將800nm～900nm稱為第五個(gè)波段，將900nm～1100nm稱為第六個(gè)波段。

第一種高斯光譜201的標(biāo)準(zhǔn)偏差為80nm，對(duì)應(yīng)的其高斯光譜半寬為188nm，相當(dāng)于前五個(gè)波段各自寬度100nm的1.8倍，同時(shí)第一種高斯光譜201的中心波長(zhǎng)為490nm，第一種高斯光譜201中心波長(zhǎng)與第一波段400nm～500nm最遠(yuǎn)距離為90nm，與第二個(gè)波段500nm～600nm最遠(yuǎn)距離為110nm，與第三個(gè)波段600nm～700nm最遠(yuǎn)距離為210nm，第一種高斯光譜201的幅度為1.33W/m²/nm，第一種高斯光譜201覆蓋了第一個(gè)波段400nm～500nm和第二個(gè)波段500nm～600nm，并向第三個(gè)波段600nm～700nm延伸。

第二種高斯光譜202的標(biāo)準(zhǔn)偏差為144nm，對(duì)應(yīng)的高斯光譜半寬為399nm，相當(dāng)于前五個(gè)波段中每個(gè)波段寬度100nm的近4倍，同時(shí)第二種高斯光譜202的中心波長(zhǎng)為720nm，第二種高斯光譜202中心波長(zhǎng)與第一波段400nm～500nm最遠(yuǎn)距離為320nm，與第六個(gè)波段900nm～1100nm最遠(yuǎn)距離為380nm，第二種高斯光譜202的幅度為1.24W/m²/nm，第二種高斯光譜202覆蓋了400nm～1100nm六個(gè)波段。

第三種高斯光譜203的標(biāo)準(zhǔn)偏差為80nm，對(duì)應(yīng)的高斯光譜半寬為188nm，相當(dāng)于第六個(gè)波段900nm～1100nm的寬度200nm的0.9倍，同時(shí)第三種高斯光譜203的中心波長(zhǎng)為1000nm，第二種高斯光譜202中心波長(zhǎng)與第五波段800nm～900nm最遠(yuǎn)距離為200nm，第三種高斯光譜203的幅度為0.49W/m²/nm，可以覆蓋第六個(gè)波段900nm～1100nm，并向第五波段800nm～900nm延伸。

選取上述三種高斯光譜中心波長(zhǎng)與各自標(biāo)準(zhǔn)偏差分別為σ₁＝80nm、σ₁＝144nm及σ₁＝80nm，中心波長(zhǎng)分別為λ₀₁＝490nm、λ₀₂＝720nm和λ₀₃＝1000nm，幅度分別為A₁＝1.33W/m²/nm、A₂＝1.24W/m²/nm和A₃＝0.49W/m²/nm，為實(shí)現(xiàn)400nm～1100nm波長(zhǎng)范圍的覆蓋以及達(dá)到AM1.5G標(biāo)準(zhǔn)的A級(jí)太陽(yáng)模擬器提供了條件，下面計(jì)算由三種高斯光譜合成的本發(fā)明裝置所產(chǎn)生的A級(jí)太陽(yáng)模擬器光譜204的性能。

由三種高斯光譜合成的本發(fā)明裝置所產(chǎn)生的A級(jí)太陽(yáng)模擬器光譜204表示如下：

I_t(λ)＝I₁(λ)+I₂(λ)+I₃(λ)(8)

這里I_t(λ)表示由三種高斯光譜合成的本發(fā)明裝置所產(chǎn)生的A級(jí)太陽(yáng)模擬器光譜204，代入高斯光譜具體形式公式(4)～(6)，公式(8)化成

利用數(shù)值計(jì)算中采用的求和代替積分，計(jì)算由三種高斯光譜合成的本發(fā)明裝置所產(chǎn)生的A級(jí)太陽(yáng)模擬器光譜204I_t(λ)在六個(gè)波段中的各自波段光譜輻照度占六個(gè)波段總光譜輻照度的百分比P_M如下：

這里P_r1、P_r2、P_r3、P_r4、P_r5和P_r6分別表示由三種高斯光譜合成的本發(fā)明裝置所產(chǎn)生的A級(jí)太陽(yáng)模擬器光譜204I_t(λ)分別在400nm～500nm、500nm～600nm、600nm～700nm、700nm～800nm、800nm～900nm和900nm～1100nm六個(gè)波段中的光譜輻照度占整個(gè)六個(gè)波段的百分比，AM1.5G標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定，分別在400nm～500nm、500nm～600nm、600nm～700nm、700nm～800nm、800nm～900nm和900nm～1100nm六個(gè)波段中光譜輻照度，分別占400nm～1100nm波段光譜輻照度的18.4％、19.9％、18.4％、14.9％、12.5％和15.9％，在合成太陽(yáng)模擬器光譜中，由三種高斯光譜合成的本發(fā)明裝置所產(chǎn)生的A級(jí)太陽(yáng)模擬器光譜204分別在六個(gè)波段中光譜輻照度在選定整個(gè)波段內(nèi)百分比滿足AM1.5G標(biāo)準(zhǔn)A級(jí)太陽(yáng)模擬器要求，即光譜匹配度達(dá)到75％～125％，公式(10)～(15)計(jì)算的P_r1、P_r2、P_r3、P_r4、P_r5和P_r6滿足下面不等式

0.75×18.4％≤P_M1≤1.25×18.4％ (16)

0.75×19.9％≤P_M2≤1.25×19.9％ (17)

0.75×18.4％≤P_M3≤1.25×18.4％ (18)

0.75×14.9％≤P_M4≤1.25×14.9％ (19)

0.75×12.5％≤P_M5≤1.25×12.5％ (20)

0.75×15.9％≤P_M6≤1.25×15.9％ (21)

下面計(jì)算六個(gè)波段的光譜匹配度S_M：

這里S_M1、S_M2、S_M3、S_M4、S_M5和S_M6分別表示由三種高斯光譜合成的本發(fā)明裝置所產(chǎn)生的A級(jí)太陽(yáng)模擬器光譜204I_t(λ)分別在400nm～500nm、500nm～600nm、600nm～700nm、700nm～800nm、800nm～900nm和900nm～1100nm六個(gè)波段的光譜匹配度。

根據(jù)六個(gè)波段的光譜匹配度計(jì)算六個(gè)波段的最大失配度ε_max為

ε_max＝max(|ε₁|,|ε₂|,|ε₃|,|ε₄|,|ε₅|,|ε₆|) (28)

其中這里ε₁、ε₂、ε₃、ε₄、ε₅和ε₆分別表示六個(gè)波段的光譜失配度，ε_max表示六個(gè)波段的光譜失配度最大值，||表示絕對(duì)值，光譜失配度等于100％(100％＝1)減去光譜匹配度，結(jié)合公式(22)～(27)的結(jié)果計(jì)算得到六個(gè)波段的光譜失配度如下：

ε₁＝1-S_M1＝3.86％ (29)

ε₂＝1-S_M3＝5.68％ (30)

ε₃＝1-S_M3＝7.28％ (31)

ε₄＝1-S_M4＝6.58％ (32)

ε₅＝1-S_M5＝3.20％ (33)

ε₆＝1-S_M6＝2.01％ (34)

再根據(jù)公式(28)求出六個(gè)波段的最大失配度ε_max為7.28％，相當(dāng)于A級(jí)太陽(yáng)模擬器的最大失配度25％的0.29倍，因此本發(fā)明采用三種高斯光譜合成的本發(fā)明裝置所產(chǎn)生的A級(jí)太陽(yáng)模擬器光譜204達(dá)到AM1.5G標(biāo)準(zhǔn)中A級(jí)太陽(yáng)模擬器的要求，由三種高斯光譜合成的本發(fā)明裝置所產(chǎn)生的A級(jí)太陽(yáng)模擬器光譜204失配度優(yōu)于A級(jí)太陽(yáng)模擬器的最大失配度度。

本實(shí)施例所用的三種高斯光譜的光源、兩個(gè)反射鏡和一個(gè)合束器均是本領(lǐng)域公知的設(shè)備部件，由公知途徑獲得；其部件之間的相互連接的光路方式是本領(lǐng)域的技術(shù)人員所能掌握的。