太阳光模拟器最早用于模拟大气层外表面的空间太阳辐射,为平行光全光谱太阳能模拟器，这种模拟器设计较为复杂，包括聚光系统、光学积分器原件、准直镜组件、冷却学系统、光学系统机械结构、电源及控制系统及水冷用于人造卫星等航天器的测试实验。美国早在1959年开始研制大型空间太阳光模拟器，并进行了改造，用离轴光学系统代替了同轴光学系统，之后，欧空局、日本、俄罗斯、印度等国先后建立了太阳光模拟器并对氙灯点燃技术、积分器形状和准直镜加工技术进行了改进。其中，欧空局建立的ESTEC模拟器均匀辐照为中6000mm×5000mm，辐照面不均匀度为±4%、体不均匀度为±6%，光谱为未经过滤光的氙灯光谱，辐照度为1625W/m²，它代表了大型空间太阳模拟器的先进水平。
太阳光模拟器除用于航天领域外,集聚式太阳光模拟器也用于高温材料的测试，为模拟太阳能热发电吸热器环境提供条件，并为太阳能热化学研究提供反应所需的光照及温度环境。
瑞士苏黎世联邦理工学院D.Hirsch等用200KW高压氙灯作为光源，采用2D-CPC及其渐开线的椭圆槽式反射器的聚光系统，高压氙弧灯置于椭圆横截面的槽式聚光镜水平轴上,模拟器的焦平面垂直于椭圆的主轴，包含第二个线性焦点。为了保证反射光线的角度在45度范围内，聚光镜在距焦平面上9.2cm以下被截断。系统通过调节目标沿主轴的距离或灯的电功率，来调节能量,能流密度以及温度。模拟器辐射功率75kW,辐照度峰值超过4250kW/m²，温度将近3000K。
瑞士保罗谢勒研究所J.Petrasch等用10支15KW短弧氙灯作为光源，每个氙灯均用回转椭球镜进行聚光,将聚光镜汇聚的光线叠加的到一个区域内获得高辐照强度。J.Petrasch等利用CCD相机及辐照度测试仪对焦平面的辐照度分布进行了测试，焦平面辐射功率50KW，辐射强度成高斯分布，辐照度峰值达到11MW/m²，平均辐照强度为6.8MW/m²。
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