红外与激光工程
2023, 52(1): 20220330
哈尔滨理工大学自动化学院, 黑龙江 哈尔滨 150080
针对光学测量系统杂散光限制后,残留杂散光的固有误差以及系统老化所带来的时变误差的问题,提出一种基于径向基函数(RBF)网络的光度测量系统误差修正算法,以进一步提高光学测量系统的测量精度。利用点源透射率(PST)的方法对光度测量系统的测量误差分布情况进行分析;在杂散光分布影响近似估计的基础上,设计并改进一种基于RBF网络的光度测量系统误差修正算法。采用TracePro进行仿真对比试验,结果表明,通过误差补偿网络的修正,可将发光强度的测量误差降低至0.24%以下;而且此算法与一般RBF算法相比,其收敛速度和逼近能力有了明显的提高,为系统杂散光限制后衍生问题的解决提供了更为快速有效的修正工具。
测量 光度测量系统 杂散光 点源透射率 径向基函数网络 误差修正
中国航空工业集团公司洛阳电光设备研究所光电控制技术重点实验室, 河南 洛阳 471009
针对短波红外镜头在成像中存在杂散辐射的问题，对该镜头进行杂散辐射分析与抑制研究。通过成像实验初步分析了镜头的杂散辐射现象，运用仿真软件Tracepro 对该短波红外镜头建立分析模型，获取系统的点源透射率(PST)，并针对实验现象进行光线追迹，找出可能的杂散辐射路径。通过增加遮光罩、修改结构件和添加消杂光涂层的方法来抑制杂散辐射。通过测量采取抑制措施后的系统的PST 值证明了该措施有效、可靠，达到了抑制镜头杂散辐射、改善成像质量的目的。
散射 短波红外 杂散辐射分析 点源透射率 杂散辐射抑制 激光与光电子学进展
2015, 52(12): 122901
1 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春 130033
2 中国科学院 研究生院, 北京 100049
研究了拉曼阿尔法反射式日冕仪的成像与杂光分布水平, 以期获得可靠的杂散光测量方法。根据日冕仪和反射式日冕仪的设计原理, 设计并加工了一种新型球面反射式日冕仪实验装置, 用于观测太阳在太阳半径(R⊙)为1.3～2.5R⊙时的拉曼阿尔法波段日冕的辐射。对该实验装置进行了成像分辨率测试, 结果显示该实验装置的空间分辨率为17.96 lp/mm, 与设计结果相吻合。使用Trace pro软件建立了日冕仪的仿真模型, 在零度视场情况下对比了仿真模型和该实验装置获得的子午方向上的杂光分布, 得到了该日冕仪实验装置的系统杂光点源透射率(PST)曲线, 通过计算得知相应的杂光系数为0.278。文中亦对该实验装置的杂散光来源进行了分析。
光学设计 反射日冕仪 Lyman-alpha辐射 杂散分析 点源透射率 optical design reflective coronagraph Lyman-alpha radiation stray light analysis point source transmittance
1 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 中国科学院光学系统先进制造技术重点实验室, 吉林 长春 130033
2 中国科学院大学, 北京 100049
为满足天文望远系统大F数、长焦距、轻小型化、高成像质量、高消杂光比等要求，采用库克离轴三反消像散（TMA）光学结构形式，设计了参数为焦距f′=24 m，F数16，视场1.6°×1°的离轴望远系统。设计了系统的外遮光罩及其挡光环，并对系统内部的杂光陷阱结构进行优化。利用杂光分析软件对系统的点源透射率（PST）进行仿真计算，结合正向追迹和反向追迹两种方法寻找关键面与关键路径，反复迭代优化改进相应光机结构。设计及仿真结果表明，系统各视场光学传递函数均接近衍射极限，视场外规避角40°时，PST小于10-11，满足空间天文望远系统对成像质量和杂光抑制的要求。
光学设计 离轴三反系统 杂散光 点源透射率 散射模型
1 中国科学院上海技术物理研究所， 上海 200083
2 中国科学院大学， 北京 100049
3 国家卫星气象中心， 北京 100081
针对某同轴两反光学系统的空间布局特点设计了内遮光罩，并对内遮光罩不同的高度和直径参数进行了系统的杂散光分析，绘制了系统东西方向和南北方向的点源透射率(PST)曲线并得到系统像面处的辐照度，从而为内遮光罩的杂散光抑制能力提供了量化的对比结果，便于内遮光罩进行优化设计。通过杂散光分析，并对内遮光罩的结构强度等参数进行有限元分析(FEA)校核，确定了该口径为320 mm的同轴两反光学系统的内遮光罩高度为100 mm，直径为44.8 mm，使得该遮光罩结构在满足空间遥感器力学性能的要求下达到杂散光抑制的最佳效果，实现了杂散光分析及基于结构FEA的优化设计。
成像系统 同轴两反光学系统 杂散光分析 点源透射率 内遮光罩
1 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春 130033
2 中国科学院 研究生院, 北京 100039
从恒星光电探测系统的杂散光光源入手, 分析了杂散光的产生和传输特性, 建立了杂散光对恒星光电探测系统影响的评价指标, 然后提出了合理抑制杂散光的方案, 用于指导光机系统的结构设计。通过遮光罩、挡光环以及表面涂层处理技术来削弱杂散光对光机系统的影响, 利用软件对该光机系统结构进行杂散光模拟分析。对比模拟工况下消除杂散光前后的点源透射率(PST)曲线, 结果表明光机系统探测像面PST下降了两个数量级, 达到10-8~10-10。场外星等探测得到的现场数据进一步证明, 该设计方案可以有效地抑制杂散光对光电探测系统的影响, 从空间背景中提取出五等星探测图, 得到了清晰的探测图像。
望远镜 杂散光 光电探测 遮光罩 挡光环 点源透射率 telescope stray light photoelectric detection main baffle baffle vane Point Source Transmission(PST) 光学 精密工程
2011, 19(12): 2854
1 中国科学院西安光学精密机械研究所, 陕西 西安 710119
2 中国科学院研究生院, 北京 100049
高分辨率光电探测相机探测能力的提高受杂散光的限制, 杂散光在很大程度上决定了探测能力的底限。由于光学系统的杂散光受到诸多因素影响, 必须在最终指标上进行测试, 如: 点源透射率(PST), 用于全系统性能指标控制。利用星模拟器超大动态范围的光辐射输出, 设计了一台光学系统杂散光PST测试设备, 解决了单个探测器动态范围无法覆盖108的问题; 在一定信噪比下, 分析了电子倍增CCD杂散光PST测试能力。经分析杂散光PST测试范围可达到10-2～10-8, 满足高分辨率光电探测相机杂散光测试的要求。
光学器件 杂散光测试 点源透射率 星模拟器 电子倍增CCD
1 北京理工大学光电学院, 北京 100081
2 北京空间机电研究所, 北京 100076
R-C望远镜已被广泛应用于空间光学系统中，对其遮光罩的设计进行研究，有利于航天遥感器杂散光的整体抑制。外遮光罩受到内遮光罩的约束，遮光罩的设计应该遵循“先内后外”的步骤，且类圆锥型外遮光罩解决了圆筒型外遮光罩限制系统视场角的问题。挡光环在遮光罩的设计中同样起到非常重要的作用，在设计挡光环时主要考虑两个方面，首先要满足光学系统入瞳口径的限制，其次对非理想挡光环结构和排列形式做优化设计，使其更好地抑制杂散光。最后，在TracePro和SolidWorks中建立仿真模型，计算光学系统的点源透射率(PST)。仿真结果表明，所提出的遮光罩的优化设计方案正确、可行、杂光抑制效果较好，当离轴角大于1°时系统的PST可达到10-10，能满足航天要求。
光学设计 空间光学 杂散光抑制 遮光罩 挡光环设计 点源透射率
