目前城市空气污染日趋严重,以臭氧和PM2.5为特征的复合型大气污染问题尤为突出。为了改善空气质量,臭氧和PM2.5的协同防治显得尤为重要。用于环境效应试验的光学辐照模拟系统是太阳模拟器的一种,它为环境效应试验提供辐照背景,主要用于研究汽车尾气中臭氧和PM2.5在大气中形成和转化的影响因素,这对研究环境效应的机理和提出改善污染环境的措施具有重要意义。本文着重研究了光学辐照模拟系统的光学设计和结构设计,并对所设计的系统进行了性能试验。首先,对于光学设计,利用ZEMAX软件对所设计的全光谱辐照单元和紫外UVB辐照单元辐照不均匀度进行了仿真,创新性地提出了辐照度衰减模式的概念,并以此为基础对全光谱辐照单元辐照不均匀度进行了优化,并对光源散热进行热学分析。其次,根据系统的要求,对光学辐照模拟系统进行结构设计,包括底板组件、侧壁组件、活动顶板组件、上驻室、入口框和出口框组件以及外框架,同时对光学系统气密箱体主要承重部件进行力学分析。最后,为了验证系统是否能满足设计要求,还对光学辐照模拟系统进行性能试验。经过测试,当计算平面距试验段底面距离为0.2m时,全光谱辐照单元辐照不均匀度和辐照不稳定度均优于±10%,紫外UVB辐照单元辐照不均匀度优于±15%,达到了国家标准的要求,并且在辐照度为280W/m~2时全光谱辐照单元启动辐照度衰减模式,辐照不均匀度优化为6.7%,得到的仿真结果和实验结果一致。在280W/m~2条件下,全光谱辐照单元启动辐照度衰减模式,在所设计的光学辐照模拟系统中进行环境效应试验。该环境效应试验主要研究汽车尾气中臭氧和PM2.5在大气中形成、转化的影响因素,通过分析温度、湿度、尾气体积分数等因素影响,进而提出改善污染环境的措施。