太阳光模拟系统的研究是随着航空航天技术发展起来的。在飞机、卫星、飞船等空间设备的研制过程中往往需要进行一些空间环境模拟,而模拟太阳的辐照特性是其中必不可少的一项。现在这项技术的应用领域已经逐渐从外层空间扩展到地面,使得太阳模拟器作为实验室可控的光源越来越受到人们关注。太阳模拟器主要由光源、匀光系统和准直系统组成,本文简单介绍了各部分的设计原理、作用及设计准则,重点在于提出了一种新型的、适用范围更广的宽光谱太阳模拟器,并论证了该系统的可行性。与以往此类系统只能模拟可见和近红外的太阳光谱相比,本系统所能模拟的光谱范围从可见延续到中远红外(0.4～12μm),且结构紧凑、工艺性较好。本系统采用双光源的形式实现对0.4～12μm波段太阳光的模拟。其中,可见光到近红外波段(0.4～1.4μm)采用常见的氙灯加1.5G滤光片作为光源,1.4～12μm则采用变温黑体作为光源,两种光源通过合束器后经同一准直物镜输出。论文重点对光源特别是红外黑体光源的选择做了详细分析,得出最高温度为1973K的黑体能很好的满足要求的结论;根据需要,确定准直系统的类型,设计了焦距为747mm、通光口径为150mm、离轴量为190mm的准直镜来满足论文要求;对氙灯和黑体各自的光路设计以及光能利用率进行了理论分析和计算;此外,本文还对整个模拟器系统的结构进行了优化,最终确定了整个宽光谱太阳模拟器的光路模型;对该系统红外部分与太阳光能量及光谱的匹配性问题进行了深入的研究和计算,分别得到了1～3μm、3～5μm、8～12μm波段,黑体的最佳匹配温度;最后,对可见及近红外部分的光路进行LightTools软件建模仿真,对积分器的匀光性进行分析,获得了令人满意的匀光效果。