分析了不同F数下的冷屏高度与焦平面响应率非均匀性的关系,在冷屏高度增加的不同阶段,不同F数的冷屏通光孔径带来的杂散辐射影响不同,焦平面均匀性出现增加、减小或不变等情况,在保证焦平面最大响应梯度不超过25%以及冷屏最大温差不超过5 K的情况下,通过曲线确定冷屏高度。同时基于点源透过率(PST)的仿真结果,对4种外观结构的冷屏分别在F1.2~F5.5下的杂散光抑制效果进行分析,进一步得到每种冷屏结构在不同F数下的适用情况。提出3种冷屏排气孔结构优化方案,优化后的排气孔结构焦平面接收的探测器内部热辐射功率较优化前减小了约87%。
探测器 冷屏 点源透过率 杂散光抑制 内部热辐射
红外与激光工程
2021, 50(9): 20210015
1 中国科学院西安光学精密机械研究所光谱成像技术重点实验室, 陕西 西安 710119
2 中国科学院大学, 北京 100049
侧摆扩视场型干涉光谱成像仪通过在光学系统前增加侧摆反射镜来实现视场扩展的功能,然而增加侧摆反射镜会使得不同视场不同通道的光线交错分布,无法使用传统消杂光设计,给杂散光抑制带来困难。针对此类型光学系统提出了一个消杂光设计方法。当侧摆反射镜位于0°、15°、-15°视场位置时,对可见近红外系统和短波红外系统进行了点源透过率(PST)仿真分析。分析结果表明,对于所有侧摆反射镜位置,在视场外0.5°位置处空间视场方向和光谱视场方向的PST可降低至10 -3。基于观测模式,对高光谱成像仪在轨工作时的信号源与杂光源进行分析。基于PST仿真结果,对杂光源在焦平面处产生的杂光能量进行研究,并分析了高光谱成像仪的信杂比,侧摆反射镜位于0°视场位置时可见近红外系统的信杂比为0.1%,短波红外系统的信杂比为0.6%。结果表明,所提的杂散光抑制措施有效,满足星载高光谱仪对杂散光的技术要求。
散射 杂散光分析 点源透过率 信杂比 干涉光谱成像仪 光学学报
2021, 41(10): 1029001
对空间离轴反射式CCD相机的杂散光情况进行分析,通过对CCD的照度图进行分解,对占CCD照度图能量较大的杂散光光路进行解析,确定杂散光路径。根据仿真结果,针对两个成像通道提出杂散光抑制措施并对抑制措施进行优化设计。经过再次仿真,两个成像通道杂散光系数得到大幅降低。根据相机观测对象,利用点源透过率(PST)作为检验杂散光抑制措施有效性的指标。当离轴角为30°,相机的PST达到10 -8数量级,满足设计指标要求。
散射 杂散光抑制 双向反射分布函数 杂散光系数 点源透过率 激光与光电子学进展
2020, 57(3): 032902
1 中国科学院上海技术物理研究所, 上海 200083
2 中国科学院红外探测与成像技术重点实验室, 上海 200083
地球同步轨道空间相机的观测视场受到杂散光的严重影响, 因此需要对其进行定量化分析。针对该相机的可见光通道, 对地球反照杂散光进行了研究。采用等效面源积分法计算了可见光通道观测6.5等星时的信杂比, 并将其与实验室及在轨实测数据进行了对比(平均误差小于15%)。结果表明, 仿真计算的精度较高。
杂散光 在轨测试 点源透过率 地球反照 信杂比 stray light on-orbit test point source transmittance earth albedo signal-to-noise ratio
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 中国科学院大学, 北京 100039
空间相机用于对空间暗弱目标的探测与监视, 视场外杂散光的进入会降低像面对比度, 严重时甚至会导致相机无法工作。大视场光学系统对杂散光尤为敏感。针对此问题, 本文以一大视场空间相机为例, 分析其杂散光的来源, 通过研究杂光传输机理并总结抑制措施。为满足其轻小型的指标要求, 在尺寸限制下分别设计挡光环垂直光轴和倾斜的遮光罩及光阑等消杂光结构。TracePro软件仿真结果显示: 倾斜挡光环遮光罩的效果更好, 该结构在杂光抑制角外的的点源透过率(PST)均达到10-7量级, 系统至少可以满足65星等目标的探测, 验证本文消杂光结构方案的有效性, 为后续的系统优化提供了一定的参考。
大视场空间相机, 遮光罩, 杂散光分析 , 点源透过率(PS wide-field of view space camera baffle analysis of stray light point source transmittance(PST)