为了实现直接辐射的太阳能量的耦合, 设计了一种分光谱辐射表入射系统。根据气象辐射理论对直接辐射表的尺寸进行约束, 利用几何光学理论设计导光锥, 使收光筒与光纤部分实现低损耗连接, 解决光纤与收光筒直接耦合时能量较弱的问题.通过在太阳模拟器下模拟的真实辐照度, 测试整个入射系统不同波长处的耦合效率, 以及不同跟踪角度误差下耦合效率的变化.理论分析表明, 导光锥和光纤两轴线的横向偏移是引起耦合损耗的主要因素.实验结果表明: 系统的耦合效率为66.24%, 在太阳跟踪器完全跟踪不到太阳直接辐射时, 耦合效率为12.8%, 反映了环日辐射和散射辐射水平.该系统可满足太阳直接辐射观测的入射系统要求.

提出了测试光纤导光锥耦合效率的试验方法, 通过试验验证了光纤导光锥实现激光传导的可行性, 同时在光纤入射角度为1°~5°、运动状态为静止及甩动的条件下, 对光纤导光锥的耦合效率进行了实验研究。研究结果表明, 光纤导光锥在入射角为1°~5°、光斑直径约为2mm时的激光耦合传输效率大于60%, 入射光损伤耐受力低于100mJ。利用光纤导光锥实现高能激光的耦合导光, 对于开展光电对抗内场仿真试验具有重要意义。

分析了导光锥的导光原理和激光注入光纤耦合原理,通过射线理论分析并提出了导光锥的设计方法。通过对实验用导光锥进行导光率测试和耦合传输特性实验研究得到：导光锥的导光率为99%,导光锥与光纤耦合效率大于73%;导光锥端面的激光诱导损伤阈值能量密度为56 J/cm2,阈值功率密度为2.25 GW/cm2;在光纤发生端面损伤前其输出端输出激光能量达到50 mJ。采用导光锥实现高峰值功率脉冲激光注入光纤耦合可以有效地提高光纤传输激光容量。