以杂散光在探测器像面平均照度低至6等星为例，首先从理论及工程应用角度对星敏感器遮光罩进行论证、设计、仿真、测试，并提出在遮光罩设计阶段应该充分结合光学镜头、星点提取算法、技术要求特点，确定遮光罩有效通光口径、视场、外形包络尺寸、消光性能；其次，利用几何作图的方法确定遮光罩挡光环位置、刃口倒角角度、刃口倒角朝向，并建立起散射关键面；然后，根据仿真过程中一次散射与多次散射对像面照度的影响确定刃口厚度；最后，通过仿真和实验室测试方式证明所设计的遮光罩结构合理，可满足太阳光抑制低至6等星，星敏感器受杂散光影响测量精度偏差在2″以内。
光学器件 星敏感器 遮光罩设计 杂散光抑制 杂散光仿真
光子学报
2022, 51(11): 1130002
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
静止轨道(GEO)成像系统外遮光罩设计是空间载荷设计的重要组成部分。根据成像系统所处的空间杂散环境特点，通过分析不同太阳遮蔽角对外遮光罩几何结构的影响，确定了合适的遮光罩高度-直径比；研究了不同离轴角下刀口式和蜂窝式结构对杂光抑制能力的差别，Tracepro软件仿真结果表明，在相同的遮蔽角下前者比后者抑制能力高5%~28%。在此基础上，利用黑体腔工作原理，设计实现了一种新型二级遮光罩。最后结合某静止轨道成像系统进行仿真验证。结果表明，在太阳遮蔽角处，外遮光罩点源透射率(PST)曲线值小于10-8，杂光抑制效果好，同时很好地解决了单级遮光罩内边缘效应问题，满足工程应用要求。
光学设计 静止轨道 太阳遮蔽角 遮光罩设计 边缘效应 点源透过率
1 中国科学院西安光学精密机械研究所, 陕西 西安 710119
2 中国科学院大学, 北京 100049
通过对粗糙表面散射情况的分析发现，普通金属材料的表面散射能量主要集中在10°散射角内。针对这种现象，提出了基于该散射特性的光学系统外遮光罩设计方法，该遮光罩的杂散光抑制角比基于反射理论计算的大5°，具有良好的散射杂散光的抑制作用。最后以Ritchey-Chirtien(R-C)光学系统为例，为其设计了合适的遮光罩，并在TracePro软件中对比性地建模、分析。结果证明了该模型的正确性，且该遮光罩对抑制杂散光起到了很好的效果，点源透射比(PST)相对较低。
光学设计 杂散光抑制 遮光罩设计 散射
1 中国科学院西安光学精密机械研究所空间光学研究室，陕西西安 710119
2 中国科学院研究生院，北京 100039
将光学系统设计与杂散光分析相结合，介绍了一种焦距2000 mm、F/#＝10、2ω＝1.66°的空间用R-C光学系统，系统像质优良，结构紧凑。同时，针对R-C系统的特点，考虑轴外渐晕的影响，计算了主、次镜内遮光罩的尺寸，给出外遮光罩的设计方法，对该R-C望远镜系统进行了遮光罩设计，并用光学软件进行杂散光分析，计算得到方位角为0°时的PST曲线。结果表明，当离轴角度大于太阳临界入射角时，PST值小于10－8量级，满足要求。
光学设计 R-C系统 杂散光 遮光罩设计 PST曲线 optical design R-C system stray light baffle design PST curve
1 中国科学院西安光学精密机械研究所,西安,710119
2 中国科学院研究生院,北京,100039
针对 R-C 系统的特点,考虑轴外渐晕的影响,推导出主、次镜内遮光罩尺寸设计的约束公式.讨论了次镜内遮光罩上挡光环的设计方法和位置计算公式,并给出外遮光罩的设计方法.对某R-C 望远镜系统进行了遮光罩设计,并用光学软件进行杂散光分析,计算得到方位角分别为 0°、45°、90°时的 PST 曲线.结果表明,当离轴角度大于太阳临界入射角时,PST 值小于 10-10量级,满足系统要求.
R-C系统 渐晕 遮光罩设计 挡光环 PST曲线
