太陽(yáng)光模擬器的核心使命，是在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)復(fù)現(xiàn)接近真實(shí)太陽(yáng)光的光譜、強(qiáng)度與空間分布。其中，光強(qiáng)均勻性直接決定了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的可靠性。其發(fā)展路徑，正是一部從傳統(tǒng)氙燈到先進(jìn)激光光源的演進(jìn)史，每一步都伴隨著技術(shù)與挑戰(zhàn)。

　　氙燈時(shí)代：光學(xué)系統(tǒng)的高度補(bǔ)償

　　短弧氙燈是模擬器的經(jīng)典光源，其光譜與太陽(yáng)光譜匹配度較高。然而，氙燈本身是一個(gè)高亮度的點(diǎn)光源，其原始光斑中心與邊緣的光強(qiáng)差異巨大。為了提升均勻性，技術(shù)路徑依賴(lài)于復(fù)雜的光學(xué)積分系統(tǒng)，如積分器（光棒）和復(fù)眼透鏡。這些系統(tǒng)通過(guò)分割、疊加光束，將不均勻的光源像“打散”再“重組”，從而實(shí)現(xiàn)光強(qiáng)的均勻化。此路徑的挑戰(zhàn)在于：系統(tǒng)復(fù)雜、體積龐大、光路校準(zhǔn)精密，且存在巨大的光能損耗，最終照射面上的均勻性通常難以突破±2%的瓶頸。

　　LED陣列的革新：電子調(diào)制的靈活性

　　LED光源通過(guò)將不同波長(zhǎng)的LED芯片集成陣列，實(shí)現(xiàn)了光譜的電子可調(diào)。在均勻性方面，其優(yōu)勢(shì)在于可以通過(guò)精確排布陣列中每個(gè)LED的位置，并獨(dú)立控制其驅(qū)動(dòng)電流，從光源層面主動(dòng)“塑造”光場(chǎng)分布。這種方法比被動(dòng)光學(xué)矯正更靈活。但其挑戰(zhàn)在于：每個(gè)LED仍是朗伯體發(fā)光，混光距離要求高，且要避免不同波長(zhǎng)LED之間的光學(xué)串?dāng)_，實(shí)現(xiàn)高等級(jí)，均勻性仍需精密的光學(xué)設(shè)計(jì)和復(fù)雜的校準(zhǔn)算法。

　　激光光源：方案的潛在挑戰(zhàn)

　　激光是方向性、單色性光源。理論上，通過(guò)將不同波長(zhǎng)的激光器組合，并配合擴(kuò)散片和振動(dòng)鏡進(jìn)行散射，可以獲得均勻性的光斑。這條路徑潛力巨大，有望實(shí)現(xiàn)超高性能。但其面臨的挑戰(zhàn)也最為嚴(yán)峻：

　　散斑效應(yīng)：激光的相干性會(huì)在照射面產(chǎn)生嚴(yán)重的干涉散斑，破壞均勻性。消除散斑需要復(fù)雜且昂貴的技術(shù)（如旋轉(zhuǎn)擴(kuò)散片、聲光調(diào)制器等）。

　　成本與安全性：多波長(zhǎng)激光器系統(tǒng)成本高昂，且高功率激光帶來(lái)顯著的安全隱患。

　　結(jié)論：從氙燈到激光，太陽(yáng)光模擬器光強(qiáng)均勻性的提升路徑，是一個(gè)從依賴(lài)“后期光學(xué)補(bǔ)救”走向“源頭光場(chǎng)設(shè)計(jì)”的進(jìn)程，其核心挑戰(zhàn)也從克服光源自身的不均勻性，轉(zhuǎn)向了如何馴服激光的相干性這一更高階的難題。