穩態太陽光模擬器反應了輻照空間或者輻照面上各點的輻照度相對于整個輻照空間或者輻照面上輻照度平均值的偏差。對于采用雙光源的太陽模擬器，均勻性包含輻照均勻性和光譜均勻性兩層含義。為了實現有效輻照面上光譜均勻性的要求，需要對兩種光源按分別進行均勻性設計，這樣它們的疊加即可以在整個輻照面上同時滿足輻照均勻性及光譜配比要求。對于晶硅太陽能電池，小的遮擋也可引起大的功率損失。嚴重時，熱斑效應可導致電池局部燒毀形成暗斑、焊點熔化、柵線毀壞、封裝材料老化等損壞，甚至造成整個太陽能組件的報廢或重大火災。
穩態太陽光模擬器采用橢球面反射鏡：
短弧氙燈光源具有軸對稱性，采用橢球面聚光鏡應具有很大的包容角，從而獲得較高的聚光效率。對這種形式的聚光鏡，氙弧峰值亮度區位于橢球面聚光鏡的前焦點處，被橢球面聚光鏡無球差地成像于第二焦平面處。橢球面聚光鏡的設計就是優選f1、f2，使橢球面聚光鏡的聚光效率和積分棒的口徑利用率較高，且第二焦點處的光束孔徑角不能超出光纖的數值孔徑。f1根據選用氙燈的外形尺寸確定。確定原則是氙燈泡殼與聚光鏡不相碰，保證安裝方便，要有足夠的空間供氙燈散熱。
輻照度是穩態太陽模擬器重要技術指標之一，合理地完成整個系統各個光學元件之間的光學匹配，有利于充分地利用光源發出的能量。從非成像光學系統出發，基于二維情況下的光學擴展量，即拉赫不變量，分析了橢球鏡和光學積分器以及準直系統相互之間相對孔徑的匹配，滿足了光瞳銜接原理，完成了從照明系統到投影成像系統能量信息的傳遞，進一步提高了能量利用率。
