光学遥感卫星在轨工作时，太阳光并不总是“有益光源”：光学元件与结构反射、散射出的非成像光线进入探测系统，形成杂散光。杂散光测试在地面重建在轨太阳照明关系。

卫星的太阳照明状态随轨道不断变化，不同入射角下反射与散射路径都会改变。固定方向照射覆盖不了全年在轨光照条件。太阳模拟器固定照明；指向镜、7 维机器人扫描镜和卫星转动机构改变光束方位与俯仰。紫创测控LuminBox太阳模拟器稳定供光，扫描机构改变照射方向，低反射环境压低杂散光，载荷记录响应。

光学遥感卫星杂散光扫描测试系统总体布置与光束路径

系统核心组成与太阳模拟器关键作用

氙灯太阳模拟器性能指标

该系统的准直型太阳光模拟器以短弧氙灯为光源，聚光镜、光积分器和准直镜依次整形，输出准直光束。曝光区域 1050 mm×1050 mm，光斑 100～1400 mm，辐照度 1～3 个太阳常数，准直角 ±3.2°，光谱 400～1000 nm，不均匀度 6.06%，不稳定度 2.41%/h。测试面积决定载荷被照射的范围，准直角决定入射方向能否复现；辐照稳定性决定不同角度的数据能否比较。

氙灯太阳模拟器光机结构

太阳模拟器模拟空间太阳辐照

真实太阳辐照有稳定的光谱特征和明确的传播方向。实验室要把它们变成可控变量，航天测试则盯住四个维度：光谱、辐照度、方向性和时间稳定性。卫星姿态一变，太阳光与载荷的相对关系跟着变，太阳模拟器必须与扫描机构协同。指向镜和机器人扫描镜改变光束位置与角度。

运动控制与消光系统设计

光束扫描由 2 个指向镜、7 维机器人和卫星水平转动机构完成，各设备坐标系很难严格平行或垂直。测试前要统一坐标系，修正安装与姿态误差。弱杂散光能否测准，取决于消光环境。暗室全空间铺反射率低于 1.5%（400～1600 nm）的消光材料，配合极黑目标模拟器，得到 9.9×10⁻⁷ 的消光比，即背景杂散光残留约为百万分之一。

杂散光扫描测试坐标系统：太阳模拟器、折反镜（指向镜）、机器人、实验室基准与卫星对地面各自独立成系

消光材料反射率曲线：400～2400 nm 波段反射率均不超过 1.8%，其中 400～1600 nm 低于 1.5%

实验验证与精度结果

实测中，方位角扫描范围 −90°～+90°，俯仰角扫描范围 −29°～+42.5°。角度精度分别为 0.2° 和 0.1°，位置精度优于 10 mm，覆盖 1700 mm×2700 mm 的卫星对地面，满足大部分光学遥感相机的杂散光测试需求。这套系统的思路，是把难以复现的全年太阳照明条件拆成可控、可扫描、可重复的实验参数。太阳模拟器提供光照基准。

卫星杂散光测试对太阳模拟器要求

AM0光谱匹配

空间测试不能套用地面光伏的 AM1.5G 条件。欧洲空间标准化合作组织（ECSS）2023 年 4 月发布的 ECSS-E-ST-20-08C Rev.2《Photovoltaic assemblies and components》，以 AM0 作为空间参考光谱，要求模拟器总辐照度由 AM0 校准参考电池确定。AM0 太阳常数取 1361.1 W/m²，因为大气层外没有大气衰减。

2026 年 4 月，国际标准化组织发布 ISO 20256:2026《Space systems — Solar cells — Calibration procedures》。

这份文件统一了 AM0 条件下参考太阳电池的校准程序。空间太阳模拟器的考题已从“有没有 AM0”变成“怎么校准”。

准直度决定太阳入射方向模拟能力

杂散光测试关心的是入射方向，这一变量不可忽略。光束发散角一大，同一位置就对应一组传播方向，反射与散射随之改变。太阳角半径只有 0.27°，±3.2° 的准直角留了一个数量级余量。

大面积照明与空间均匀性

测试面积一旦增大，光斑边缘、照明距离和光学结构都会影响均匀性。论文的曝光区域和光斑范围按卫星尺度定下。不均匀度为 6.06%。

辐照稳定性与重复测试

论文给出的不稳定度是 2.41%/h。连续扫描中，光源漂移会直接进到不同角度的结果里；光照强度若随时间变化，载荷响应便难以归因到太阳入射角。

太阳光模拟器在杂散光测试的应用

卫星杂散光只是航天光照模拟的一类应用。对象扩展到整星、太阳敏感器和航天材料后，太阳模拟器还要应对热平衡与老化。

GB/T 34515-2026标准规定，涉及热平衡和环境模拟的项目，太阳模拟器要与测试空间和辐照水平协同设计。这些任务的共同点在于，太阳模拟器不再按通用光源采购，而要按任务逐项确定光照条件。杂散光测试要把空间太阳辐照的光谱、方向、强度和稳定性转化成地面可控制、可重复的测试条件。遥感相机、光学载荷、太阳敏感器和航天环境试验，都要先明确测试面积、工作距离、辐照度和目标光谱。

Luminbox 3A AAA级太阳模拟器

Luminbox 3A AAA级太阳模拟器以A+AA+综合性能，实现辐照均匀、光谱精准与运行稳定的三重突破，通过权威认证，为材料测试提供高可靠、标准化的全光谱光照解决方案，推动精密光学实验迈向更高精度与可重复性。 

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l A+级光谱匹配：300-1200 nm全覆盖，误差≤1%（IEC标准）。

l 高均匀辐照：45cm×45cm区域不均匀度仅1.8%（A级）。

l 超稳运行：20分钟波动≤0.5%（A+级）。

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Luminbox凭借对光谱匹配度、辐照均匀性等核心指标的极致追求，已构建起覆盖LED/氙灯/卤素灯全技术路线的产品矩阵，技术持续创新、关键性能指标表现出色，为客户提供了优质的产品和全场景太阳光环境模拟解决方案。

原文参考：李俊麟, 张黎明, 司孝龙, 等. 光学遥感卫星杂散光扫描测试系统[J]. 红外与激光工程, 2017, 46(9): 0913001. DOI: 10.3788/IRLA201746.0913001.（文中全部实测数据与 4 幅配图均取自该文）

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