1 北京理工大学光电学院,北京 100081
2 中国科学院西安光学精密机械研究所,陕西 西安 710119
The empirical findings from this study confirm the superiority of reinforcement learning in formulating effective stray light suppression measures for space gravitational wave detection telescope systems. The approach not only achieves superior suppression outcomes but also introduces an efficient, flexible, and innovative solution to the challenges of stray light in space gravitational wave detection and other high-precision optical systems.
引力波 星载望远镜 杂光抑制 强化学习 gravitational wave spaceborne telescope stray light suppression reinforcement learning
红外与激光工程
2023, 52(10): 20230041
光子学报
2021, 50(12): 1222003
红外与激光工程
2021, 50(8): 20200517
中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所,吉林 长春 130033
为了实现对光学系统杂散光抑制能力的定量评价,开展了10−9量级高灵敏度点源透射比测试设备的研究和实验验证。采用脉冲光源、脉冲探测的新测量方法,在保证测试系统具有高灵敏度测量能力的同时,简化了微弱光电信号探测组件的复杂程度,建立了一套最大测试口径为600 mm、测试波长为527 nm的点源透射比测试设备,并利用该设备测试了一台250 mm口径空间光学相机的点源透射比。实验结果表明:60°入射角度时的点源透射比测试结果为1.68×10−9。证明该设备的测试误差在10−9或更低的量级,具备10−9量级高灵敏度点源透射比测试能力。本文研究可以为天文望远镜、星敏感器、空间目标监视载荷等多种类型的光学仪器提供杂光抑制性能评估。
点源透过比 杂光测试 微弱光电信号探测 point source transmission stray light test weak signal detection
向洪刚 1,2,3王睿 1,2,3,*奚加超 1,2,3侯孝成 1,2,3刘利纯 1,2,3
1 国防科技大学前沿交叉学科学院, 湖南 长沙 410073
2 脉冲功率激光技术国家重点实验室, 湖南 长沙 410073
3 高能激光技术湖南省重点实验室, 湖南 长沙 410073
在分析单个衰减片、一对类V字型排列的衰减片、一对平行型排列的衰减片光斑分裂特征的基础上,给出N个衰减片使用时,光斑能量分裂、分裂光斑各级中心间距及重叠部分的表征方法。探寻出2种有效的解决方案,并给出详细的设计方法、使用方法。研究结果表明:存在最优入射角,可使各级杂斑间距最大,对于折射率为1.4~1.7的常用的衰减片介质材料,最优入射角为48°~50°;充分利用类V字型、平行型组合衰减片的光路传输特点,合理摆放衰减片、科学使用光阑,可有效去除各级杂斑,获得理想的单一主光斑。
几何光学 激光功率衰减 杂光表征 衰减片排列 抑制方法
为了保障太阳杂光干扰下星像点质心定位的精度,本文提出了一种去阈值和杂光斜面噪声的质心定位新方法。首先,在星像点窗口内将太阳杂光灰度噪声建模为一个斜面。针对质心定位新方法,推导关于杂光斜面模型各参数估计误差的质心定位误差分析公式,尤其是关于开窗大小的函数关系。然后,基于窗口边缘像素给出杂光斜面模型的最小二乘参数估计公式。最后,采用传统的灰度重心法、去阈值灰度重心法和所提方法进行质心定位仿真测试,结果表明,所提方法的精度比传统灰度重心法和去阈值质心法的精度分别提高了2倍和15倍,是太阳杂光干扰下星像点质心定位的有效方法,具有一定的工程应用价值。
测量 星敏感器 太阳杂光 阈值 星图预处理 质心定位 灰度重心法 最小二乘法
1 东北石油大学 电子科学学院, 黑龙江 大庆 163318
2 东北石油大学 土木建筑工程学院, 黑龙江 大庆 163318
为实现多元热流体组分含量激光在线检测, 根据多次反射吸收光谱原理提出了长光程开放光路反射阵列光学池, 研究了不同光斑直径下光束发散角和对准误差对多元热流体检测系统接收效率的影响, 并且针对高温注汽管道内壁产生的杂散辐射提出一种新型消杂光结构。研究结果表明: 反射镜镀膜为银膜, 光学窗口材料为熔融石英, 多次反射结构的最佳反射次数为40次, 有效吸收光程为220 cm; 对于不同光斑直径的检测光束, 发散角与对准误差的增大对系统接收效率的衰减趋势和衰减幅度基本一致; 离轴角为5°时, 系统点源透射比(PST)为121×10-7。最后通过高温管道内壁热辐射抑制实验验证了杂光抑制结构的有效性。
光学设计 多元热流体 激光检测 吸收光程 杂光抑制 optical design multiple thermal fluids laser detection absorption path-length stray lights suppression
1 中国科学院安徽光学精密机械研究所, 安徽 合肥 230031
2 中国科学技术大学, 安徽 合肥230031
红外光谱仪内部背景辐射在长波红外波段(8~12 μm)影响比较显著, 会严重降低光学系统的分辨率和信噪比。利用TracePro光学分析软件, 对基于交叉非对称Czerny-Turner(C-T)型平板波导红外光谱仪进行了背景辐射分析, 包括机械构件表面发射率以及光学元件表面温度对背景辐射的影响。引入了杂光系数作为评价指标, 根据仿真分析结果, 在高低温箱中, 对该红外光谱仪的背景辐射影响采取抑制措施并进行了实验测量, 实验结果证明: 采取背景辐射抑制措施后, C-T型平板波导光谱仪系统的杂光系数在常温下(298 K)能达到5%以下。
红外光谱仪 平板波导 背景辐射 杂光系数 infrared spectrometer planar waveguide background radiation stray light coefficient 红外与激光工程
2019, 48(8): 0803001
1 中国科学院安徽光学精密机械研究所中国科学院通用光学定标与表征技术重点实验室,安徽 合肥 230031
2 中国科学技术大学, 安徽 合肥 230026
杂散光仿真分析是保证多角度偏振成像仪获取高精度偏振辐射数据的关键手段之一。根据仪器光学系统的自身特点,分析了杂散光的主要来源。 针对采用点源透过率法难以适用于大视场光学系统杂散光分析的问题,介绍了基于黑斑法原理进行杂散光仿真分析的方法。借助杂散光分析 软件LightTools,建立仪器的三维几何模型及光学属性,采用选定视场点反向光线追迹的方法仿真分析得到光机系统的视场外和视场内杂散光 系数。分析结果表明,杂散光主要来源于成像视场范围内,且中心视场受到的杂散光影响最大,杂散光系数为3.27%,达到了设计指标要求。 此外,采用近轴光线和实际光线正向追迹,模拟得到局部杂光和全局杂光的能量分布,为后期的图像杂散光校正研究提供了理论依据与指导。
多角度偏振成像仪 黑斑法 反向光线追迹 全局杂光 局部杂光 directional polarization camera black spot backward ray tracing global stray light local stray light