平行光太陽(yáng)模擬器測(cè)試系統(tǒng)的核心原理，是先通過(guò)精密光學(xué)結(jié)構(gòu)生成高精度平行光（模擬無(wú)限遠(yuǎn)目標(biāo)），再利用平行光的物理特性，反向或正向檢測(cè)被測(cè)系統(tǒng)的性能參數(shù)，本質(zhì)是基于 “平行光的方向性、無(wú)發(fā)散性” 建立標(biāo)準(zhǔn)化測(cè)試基準(zhǔn)，常用于高精度機(jī)器視覺(jué)和工業(yè)檢測(cè)等領(lǐng)域，以確保清晰、準(zhǔn)確的成像和尺寸測(cè)量。其原理具體可拆解為兩大核心模塊：平行光生成原理與基于平行光的測(cè)試評(píng)估原理，下文，紫創(chuàng)測(cè)控Luminbox將圍繞這兩大模塊，對(duì)平行光測(cè)試系統(tǒng)的原理與優(yōu)勢(shì)展開(kāi)詳細(xì)解析。

平行光的生成原理

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平行光管結(jié)構(gòu)

平行光的物理定義為：光波波前與傳播方向垂直，傳播中無(wú)發(fā)散/ 匯聚，光程差僅與傳播距離相關(guān)。系統(tǒng)生成平行光的核心組件是平行光管，基于幾何光學(xué)“點(diǎn)光源位于透鏡物方焦點(diǎn)時(shí)，發(fā)散光經(jīng)折射后成平行光” 的準(zhǔn)直原理，分為兩類：

透射式平行光管（中小口徑、可見(jiàn)光/ 近紅外波段）：結(jié)構(gòu)為光源→聚光鏡→分劃板（準(zhǔn)直物鏡物方焦點(diǎn)，刻有十字線、玻羅板等）→準(zhǔn)直物鏡→平行光。因分劃板精準(zhǔn)位于焦點(diǎn)，其 “點(diǎn)” 發(fā)散光經(jīng)物鏡折射后呈平行光，精度由物鏡控制，發(fā)散角低至0.1″（角秒），波像差（RMS）≤λ/14（λ=632.8nm）。

反射式平行光管（大口徑、紅外/ 激光波段）：結(jié)構(gòu)為光源→輔助準(zhǔn)直鏡→離軸拋物面鏡（OAP）→平行光。因大口徑透鏡加工難、重量大，故用 OAP 替代；光源經(jīng)輔助準(zhǔn)直鏡形成指向OAP 焦點(diǎn)的發(fā)散光，依OAP 特性，焦點(diǎn)光線反射后平行于對(duì)稱軸，輸出無(wú)透鏡色差的高精度平行光，可實(shí)現(xiàn)直徑3m 以上大口徑，適配天文望遠(yuǎn)鏡、激光雷達(dá)測(cè)試。

基于平行光的測(cè)試評(píng)估原理

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平行光管精度測(cè)量原理

生成平行光后，系統(tǒng)通過(guò)“分析被測(cè)系統(tǒng)對(duì)平行光的響應(yīng)” 推導(dǎo)性能，核心分三類測(cè)試：

1.成像性能測(cè)試（MTF、星點(diǎn)、畸變）：平行光經(jīng)鏡頭、相機(jī)模組等被測(cè)系統(tǒng)聚焦于像方焦平面，通過(guò)焦平面圖像特征評(píng)估成像質(zhì)量。

MTF 測(cè)試中，平行光攜帶標(biāo)準(zhǔn)黑白條紋，經(jīng)鏡頭聚焦后，對(duì)比輸入輸出條紋對(duì)比度，計(jì)算不同空間頻率的調(diào)制傳遞系數(shù)（MTF 值），MTF 越近 1，細(xì)節(jié)還原越強(qiáng)；

星點(diǎn)測(cè)試將平行光濾為“點(diǎn)光源平行光”，經(jīng)鏡頭聚焦成衍射光斑（理想為艾里斑），通過(guò)光斑變形、拖尾判斷像差；

畸變測(cè)試讓平行光攜帶標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)格分劃板，成像后對(duì)比網(wǎng)格坐標(biāo)，按“（實(shí)際成像半徑 - 理想半徑）/ 理想半徑 ×100%” 算畸變率，量化畸變程度。

2.光軸平行性測(cè)試（多光軸校準(zhǔn)、偏移檢測(cè)）：以系統(tǒng)基準(zhǔn)平行光為參照，檢測(cè)無(wú)人機(jī)吊艙、車載多攝像頭等的多光軸是否重合?；鶞?zhǔn)光對(duì)準(zhǔn)被測(cè)系統(tǒng)后，用五棱鏡或自準(zhǔn)直儀檢測(cè)，若激光發(fā)射器、紅外鏡頭等通道光軸偏移，平行光經(jīng)該通道反射/ 透射會(huì)產(chǎn)生偏移角，系統(tǒng)通過(guò)精密轉(zhuǎn)臺(tái)（精度0.1″）測(cè)偏移角，判斷光軸平行性或校準(zhǔn)。

3.光束參數(shù)測(cè)試（激光發(fā)散角、平行度）：以已知精度的基準(zhǔn)平行光為參考，對(duì)比激光、LED 光的傳播特性。將被測(cè)激光與基準(zhǔn)光同軸放置，光束分析儀在 1m、2m 等距離測(cè)兩束光光斑尺寸，按 “發(fā)散角=（遠(yuǎn)場(chǎng)光斑直徑 - 近場(chǎng)光斑直徑）/ 傳播距離” 計(jì)算發(fā)散角，判斷平行度。

平行光太陽(yáng)模擬器測(cè)試系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)

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基準(zhǔn)統(tǒng)一穩(wěn)定：精準(zhǔn)模擬無(wú)限遠(yuǎn)目標(biāo)，避免距離誤差，提供標(biāo)準(zhǔn)化參照，保障批量質(zhì)檢結(jié)果一致。

精度高適配強(qiáng)：依托精密光學(xué)結(jié)構(gòu)與算法，實(shí)現(xiàn)亞角秒級(jí)光軸檢測(cè)、λ/14 級(jí)波像差控制，滿足高精度需求。

場(chǎng)景靈活多元：覆蓋多波段，支持中小至大口徑、實(shí)驗(yàn)室至野外場(chǎng)景，適配汽車照明、太陽(yáng)能電池測(cè)試等跨行業(yè)需求。

檢測(cè)高效全面：同步測(cè)成像、光軸、光束參數(shù)，提升效率并降低多設(shè)備操作復(fù)雜度。

綜上，平行光太陽(yáng)模擬器測(cè)試系統(tǒng)的原理可總結(jié)為：以平行光管為核心生成高精度平行光（模擬無(wú)限遠(yuǎn)目標(biāo)），利用平行光的方向性和無(wú)發(fā)散性，結(jié)合幾何光學(xué)、物理光學(xué)規(guī)律，通過(guò)分析被測(cè)系統(tǒng)對(duì)平行光的“成像響應(yīng)”“光軸響應(yīng)” 或 “光束交互響應(yīng)”，量化評(píng)估被產(chǎn)品的性能參數(shù)，而其基準(zhǔn)統(tǒng)一穩(wěn)定、檢測(cè)高效全面、精度與適配性兼具的優(yōu)勢(shì)，可在材料科學(xué)、汽車制造等領(lǐng)域提供可靠的技術(shù)支撐。

Luminbox 平行光太陽(yáng)模擬器測(cè)試系統(tǒng)

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紫創(chuàng)測(cè)控Luminbox 平行光測(cè)試系統(tǒng)，采用高精度準(zhǔn)直物鏡與一體化穩(wěn)定結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可生成準(zhǔn)直度高、波前質(zhì)量?jī)?yōu)異的平行光束，為器件性能測(cè)試提供可靠基準(zhǔn)。

腔體尺寸：1500×1500×2000mm(可定制）

溫度范圍：0℃～+50℃，溫變速率可調(diào)、可控、可設(shè)定

準(zhǔn)直半角: ≤0.3°

光譜范圍：400~1100nm

設(shè)備光照距離：5000mm

作為測(cè)試領(lǐng)域的核心設(shè)備，紫創(chuàng)測(cè)控Luminbox平行光測(cè)試系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用于材料科學(xué)、汽車等行業(yè)的研發(fā)與質(zhì)檢環(huán)節(jié)。未來(lái)，該系統(tǒng)將作為關(guān)鍵模塊，集成于自動(dòng)化光學(xué)檢測(cè)平臺(tái)，通過(guò)智能校準(zhǔn)與數(shù)據(jù)互聯(lián)，可進(jìn)一步賦能高精度、高效率的現(xiàn)代光學(xué)制造與質(zhì)量管控體系。