2010离轴三反空间光学望远系统的杂散光抑制
0. 1
3. 56 0. 55
0. 5 8. 54@ 10- 1 - 0. 07
1 2. 69@ 10- 1 - 0. 57
2 9. 32@ 10- 2 - 1. 03
5 9. 69@ 10- 3 - 2. 01
10 4. 83@ 10- 4 - 3. 32
2. Gr aduat e Univ er si ty of Chi nese A cad emy of Sciences , Bei j ing 100039, Chi na)
Abstract: St ray lig ht analysis on a t hr ee- m irror off- ax is space t elesco pe w as present ed in t his art icle based on t he measurement of Po int Source T ransmit t ance( PST ) . T he entit y model of t he system w as est ablished to det ermine t he f irst and second order scatt ering pat hs, and then diff er ent o ff- ax is ang les in rang es of 20b w ere calculat ed by t he improv ed M ont e Carlo ray t race method. Results indicate t hat the st ray lig ht mainly is composed o f t he f irst order scat t er ing, w hich is relat ed clo sely t o t he structure of t he opt ical sy st em. Furt her more, t he PST s are 3. 56 and 4. 02 at ? 0. 1b of f- ax is angles, 6. 63 @ 10- 5 and 4. 58 @ 10- 5 at ? 20b of f- axis angl es. Experiment s also show t hat t he st ray light can be reduced by mo dify ing t he baf fles and changing t he m irror. s scat t ering rat e. Co mpared w it h t hat of the tw o- mirror o ff- ax is t elescope, the st ray light of three- mirr or sy st em is gr av eness at t he big of f- ax is ang le, but it can m eet t he desig n requir em ent s. Key words: three- mirr or o ff- ax is t elesco pe; st ray lig ht; scatt ering pat h; P oint So urce T ransmit tance
2 杂散光分析模型的建立
2. 1 离轴三反望远系统的实体模型 用于杂散光分析的离轴三反望远系统的简化
模型如图 1 所示, 光学系统由前反射镜和 3 块非 球面反射镜组成, 机械结构部分主要分为遮光罩, 前反射镜罩和主体外壳。
Fig . 1
图 1 光机系统的简化模型图 Simplified mo del of optical and mechanical sy st em
( PST )
收稿日期: 2008- 11- 04; 修订日期: 2008- 12- 10. 基金项目: 国防预研基金资助项目( N o. 05001SA050)
Байду номын сангаас
29 0
光学 精密工程
第 18 卷
1引言
空间望远镜是航天领域重要的遥感器。利用 搭载在航天器上的光学遥感器进行对地观测, 具 有速度快、视野广、覆盖范围大等优点。空间望远 镜的选型由最初的卡塞格林式、格里高里式向离 轴三反系统改进, 后者的优点在于视场大、相对孔 径大和光学系统无中心遮拦[ 1-2] 。杂散光对光学 系统的影响是非常有害的, 其直接表现在降低像 面的对比度, 降低信噪比, 并且可能会在像面上产 生光斑, 导致像质下降, 某些情况下甚至会造成系 统失效[ 3] 。因此, 杂散光的分析与抑制在离轴三 反系统的应用过程中非常重要, 消除的方法主要 包括光机结构的改进以及后期的图像处理[ 4] 。国 外的相关工作开始于上世纪 90 年代, 目前已经发 展到了定量认识阶段, 国内的研究主要集中在系 统各个镜面对结果的影响方面[ 5] 。
2. 2 光机系统结构的表面属性
模型内部表面双向反射分布系数( BRDF) 的 模型采用下式定义:
BRDF( | B-
B0 | ) =
B+
|
A B-
B0 | g
,
( 1)
其中, B为表面散射的出射方向, B0 为表面镜面反
射的出射方向, A 、B、g 为需要拟合的参数。经过
查阅大量资料, 本文模型中的镜面参数确定为, A = 0. 001 5 , B= 1. 5 @ 10- 5, g= 1. 92, 该模型的总 散射率为 4% 。其余表面采用 Aer oglazeZ- 306 涂 层[ 6] 。
3 杂散光分析与讨论
表 3 ? 20b各离轴角的 PST T ab. 3 P ST results in the off- ax is angles o f ? 20b
角度/ (b) PST 对数值 角度/ (b) PST 对数值
- 0. 1
4. 02 0. 60
- 0. 5 9. 46 @ 10- 1 - 0. 02
序号
关键表面
序号
关键表面
1
关键表面 1
5
望远系统次镜
2
关键表面 2
6
望远系统主镜
3
关键表面 3
7
前反射镜
4
望远系统三镜
第2期
颜昌翔, 等: 离轴三反空间光学望远系统的杂散光抑制
29 1
入射光可以直射或反射到的表面, 即系统的 照射表面, 会根据离轴角的变化而变化, 这里仅列 出有代表性的 5b离轴角 的相关情况。通过光线 追迹得到 6 个照射表面, 列于表 2。照射表 面 1 为前反射镜后方挡块的下表面, 照射表面 2 为主 镜后方挡块下表面, 照射表面 3 为次镜后方挡块 下表面, 同样示于图 1。
程, 以使分析结果更加准确。 通过对模型进行光线追迹, 得到可直接将光
线反射到系统 像面的关 键表面 有 7 个, 见表 1。
关键表面 1、2、3, 如图 1 所示, 分别为像面前方主
体外壳上的下表面、左侧表面和右侧表面。
表 1 系统关键表面
T ab. 1 Critical surfaces of system
第 18 卷 第 2 期 2010 年 2 月
光学 精密工程
Optics and P recision Engineering
V ol. 18 N o. 2 Feb. 2010
文章编号 1004-924X( 2010) 02- 0289- 05
离轴三反空间光学望远系统的杂散光抑制
颜昌翔1 , 许 杰1, 2 , 彭 岩1, 2
目前, 国内外对两反系统的杂散光分析研究 已经非常深入, 长春光机所的史光辉对卡塞格林 系统的遮光罩, 挡光环等消杂散光措施的设置给 出了详细的分析[ 6] ; 西安光机所的李婷等定量计 算了同类系统的杂散光数值[ 7] ; 美国国家天文台 的史蒂芬等人对地基天文望远系统的杂散光抑制 方法进行了研究[ 8] 。这些工作使用的主要方法是 建立实体模型, 包括给定各个光学、机械结构表面 的光学参数, 通过改进的蒙特卡洛法进行光线追 迹, 确定各离轴角度的杂散光传输路径, 得到最初 的分析结果。然后, 根据结果改进模型, 修改遮光 罩的设计, 在散射路径上加入遮光叶片等, 最终减 小光学系统杂散光水平[ 9] 。本文在总结上述原理 的基础上, 通过对星载离轴三反望远系统进行建 模, 确定散射路径, 进行重点采样分析, 得到该系 统的 20b离轴角之间的杂散光 PST 结果, 并提出 了改进方法。
- 1 2. 25 @ 10- 1 - 0. 65
- 2 1. 07 @ 10- 1 - 0. 97
- 5 1. 71 @ 10- 2 - 1. 77
- 10 3. 02 @ 10- 4 - 3. 52
- 15 5. 74 @ 10- 4 - 3. 24
- 20 4. 58 @ 10- 5 - 4. 34
表 2 - 5b离轴角的系统照射表面 T ab. 2 I lluminated sur faces w ith off- ax is angle of - 5b
序号
照射表面
序号
照射表面
1
前反射镜
4
照射表面 2
2
照射表面 1
5
望远系统次镜
3
望远系统主镜
6
照射表面 3
既是关键表面又是照射表面的表面就会形成 一次散射, 能够将光线反射到关键表面的照射表 面, 两者联系在一起构成二次散射路径。由此可 以看出, 在离轴角- 5b的情况下, 系统一次散射路 径有 3 条, 分别是前反射镜、主镜和次镜的一次散 射。二次散射路径有 3 条, 分别为照射表面 1 与 主镜的散射, 照射表面 2 与次镜的散射, 照射表面 3 与三镜的散射。其它离轴角的杂散光传播路径 分析过程与本节相同。
离轴角进行计算, 得到结果如图 2 所示, 数值列于 表 3。角度的确定主要是考 虑到遮光罩的张角, 对于孔径光阑, > 20b的入射光线, 将被遮光罩遮 挡, 因此不予 考虑。离 轴角很 小的情 况下, PST 的对数值略大于 0, 说明此时的像面照度比入瞳 照度略大, 但在同一数量级。随着离轴角的增大, 系统 P ST 显著减小。
光学合成孔径成像系统的杂散光分析与抑制
ＤＯＩ：１０．１６１８５／ｊ．ｊｘａｔｕ．ｅｄｕ．ｃｎ．２０２１．０４．００８ｈｔｔｐ：／／ｘｂ．ｘａｔｕ．ｅｄｕ．ｃｎ光学合成孔径成像系统的杂散光分析与抑制陈 靖，田爱玲（西安工业大学光电工程学院，西安７１００２１）摘 要： 为了提高光学合成孔径成像系统的成像质量，减小杂散光对成像系统的影响，文中结合杂散光辐照度计算结果和相机参数对光学合成孔径系统进行了杂散光分析。
在杂散光分析软件ＴｒａｃｅＰｒｏ中建立了系统的光机模型，对系统进行杂散光追迹，分析了杂散辐射主要来源。
仿真分析结果表明：设计的遮光罩，采用设置光阑、消杂光螺纹和发黑、涂消光漆等杂散光抑制措施，在光学系统太阳光与光学系统光轴夹角大于１°时，点源透过率均≤１０－４，达到了杂散光抑制的要求，验证了文中杂散光抑制方法的有效性。
关键词： 光学合成孔径；杂散光分析；光线追迹；点源透过率中图号： Ｏ４３９ 文献标志码： Ａ文章编号： １６７３ ９９６５（２０２１）０４ ０４３２ ０６犃狀犪犾狔狊犻狊犪狀犱犛狌狆狆狉犲狊狊犻狅狀狅犳犛狋狉犪狔犔犻犵犺狋犻狀犪狀犗狆狋犻犮犪犾犛狔狀狋犺犲狋犻犮犃狆犲狉狋狌狉犲犐犿犪犵犻狀犵犛狔狊狋犲犿犆犎犈犖犑犻狀犵，犜犐犃犖犃犻犾犻狀犵（ＳｃｈｏｏｌｏｆＯｐｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｘｉ’ａｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉ’ａｎ７１００２１，Ｃｈｉｎａ）犃犫狊狋狉犪犮狋： Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｉｍａｇｉｎｇｑｕａｌｉｔｙｏｆａｎｏｐｔｉｃａｌｓｙｎｔｈｅｔｉｃａｐｅｒｔｕｒｅｉｍａｇｉｎｇｓｙｓｔｅｍａｎｄｒｅｄｕｃｅｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｓｔｒａｙｌｉｇｈｔｏｎｔｈｅｉｍａｇｉｎｇｓｙｓｔｅｍ，ａｎａｎａｌｙｓｉｓｏｆｓｔｒａｙｌｉｇｈｔｏｆｔｈｅｏｐｔｉｃａｌｓｙｎｔｈｅｔｉｃａｐｅｒｔｕｒｅｓｙｓｔｅｍｗａｓｍａｄｅｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｏｆｓｔｒａｙｌｉｇｈｔｉｒｒａｄｉａｎｃｅａｎｄｔｈｅｃａｍｅｒａｐａｒａｍｅｔｅｒｓ．ＡｎｏｐｔｉｃａｌｍｏｄｅｌｏｆｔｈｅｓｙｓｔｅｍｗａｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄｉｎＴｒａｃｅＰｒｏ，ａｓｔｒａｙｌｉｇｈｔａｎａｌｙｓｉｓｓｏｆｔｗａｒｅ，ｔｏｔｒａｃｅｓｔｒａｙｌｉｇｈｔａｎｄｔｏａｎａｌｙｚｅｔｈｅｍａｉｎｓｏｕｒｃｅｓｏｆｓｔｒａｙｒａｄｉａｔｉｏｎ．Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎａｎａｌｙｓｉｓｒｅｓｕｌｔｓ，ａｓｈｉｅｌｄｗａｓｄｅｓｉｇｎｅｄ，ａｎｄｏｔｈｅｒｍｅａｓｕｒｅｓｓｕｃｈａｓｓｅｔｔｉｎｇａｐｅｒｔｕｒｅｓａｎｄｅｌｉｍｉｎａｔｉｎｇｓｔｒａｙｌｉｇｈｔｓｃｒｅｗｓ，ｂｌａｃｋｅｎｉｎｇ，ａｎｄａｐｐｌｙｉｎｇｅｘｔｉｎｃｔｉｏｎｐａｉｎｔ，ｗｅｒｅａｄｏｐｔｅｄｔｏｓｕｐｐｒｅｓｓｓｔｒａｙｌｉｇｈｔ．Ｗｈｅｎｔｈｅａｎｇｌｅｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｓｕｎｌｉｇｈｔｏｆｔｈｅｏｐｔｉｃａｌｓｙｓｔｅｍａｎｄｔｈｅｏｐｔｉｃａｌａｘｉｓｗａｓｇｒｅａｔｅｒｔｈａｎ１°，ｔｈｅｐｏｉｎｔｓｏｕｒｃｅｔｒａｎｓｍｉｔｔａｎｃｅｗａｓｌｅｓｓｔｈａｎｏｒｅｑｕａｌｔｏ１０－４，ｗｈｉｃｈｖｅｒｉｆｉｅｓｔｈｅｓｔｒａｙ?ｌｉｇｈｔｓｕｐｐｒｅｓｓｉｏｎｍｅｔｈｏｄｓａｄｏｐｔｅｄｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒｉｓｅｆｆｅｃｔｉｖｅ．犓犲狔狑狅狉犱狊： ｏｐｔｉｃａｌｓｙｎｔｈｅｔｉｃａｐｅｒｔｕｒｅｉｍａｇｉｎｇｓｙｓｔｅｍ；ｓｔｒａｙｌｉｇｈｔａｎａｌｙｓｉｓ；ｒａｙｔｒａｃｅ；ｐｏｉｎｔｓｏｕｒｃｅｔｒａｎｓｍｉｔｔａｎｃｅ（ＰＳＴ）第４１卷第４期２０２１年８月 西 安 工 业 大 学 学 报ＪｏｕｒｎａｌｏｆＸｉ’ａｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ Ｖｏｌ．４１Ｎｏ．４Ａｕｇ．２０２１ 收稿日期：２０２１ ０６ ２８基金资助：陆军装备预研项目（３０１１０２２２××××）；西安市智能探视感知重点实验室项目（２０１８０５０６１ＺＤ１２ＣＧ４５）。
星敏感器杂散光分析与抑制
摘要摘要在航空航天领域，用于确定飞行器姿态的星敏感器得到广泛的应用。
由于复杂的太空光环境导致进入星敏感器的杂散光较为复杂，杂散光的抑制水平决定了星敏感器的定姿精度。
杂散光对于暗弱目标的探测影响很大，到达探测器表面的杂散光会降低像面对比度，增加背景噪声，严重时使探测目标信号被湮没。
基于以上背景，在查阅大量文献的基础上，本文分析了复杂太空光环境的来源和路径，确定了杂散光分析的步骤，介绍了影响杂散光路径的散射模型并提出了杂散光抑制水平的评价函数。
在阅读大量文献后，开展了以下几个方面的研究工作：1）运用不同类型的遮光罩和挡光环设计原理，确定不同位置挡光环的分布。
利用MATLAB软件将遮光罩和挡光环设计程序化，根据设计要求快速得到相关参数并导入ASAP软件中建模。
利用消光比和点源透射率两种评价方式，对系统中三种不同类型的遮光罩进行分析，绘出消光比和点源透射率关于光线离轴角的变化曲线，为遮光罩的设计提供理论分析依据。
利用遮光罩程序设计一种新型遮光罩，设计参数与系统内的遮光罩参数相同，对比两种遮光罩的消光比和点源透射率，得出新型遮光罩优于原遮光罩的结论。
2）采用蒙特卡罗法和重点区域采样法仿真分析。
利用散射特性测量仪器对结构的散射特性进行实测并建立多项式散射模型，散射模型建立的准确与否严重影响杂散光仿真分析的准确性。
讨论了透镜散射模型的建立和结构件散射模型方程的选择。
利用ASAP软件对工作波段为可见光的简单星敏感器系统和复杂星敏感器系统进行杂散光分析，在验证建模准确、散射模型准确、重点区域选择准确等前提下仿真得到不同光线离轴角下点源透射率的数值，与设计要求进行对比。
3）利用基于双柱罐的点源透射率测试方法，这是一种国外测量点源透射率较为普遍的测试方法。
介绍了点源透射率测试的设备、方法和测试步骤。
对可见光简单星敏感器光学系统的点源透射率实测，得出点源透射率的实测数据并绘制曲线与仿真分析数值对比，分析误差。
通过对比后，利用验证分析的评价指标，仿真值与分析值相互验证，实测表明仿真分析的正确性。
空间光学系统中红外杂散辐射的抑制方法
ｉ ｅ ｐ ｉ ｐａ ｅ ｉ ｒ ｒ ｄ ｉ ｓ ｒ ｓ ｓ ｔ ｕ ｎ ａ ｓ ｃ ｎｆａ ｅ ｎ ｔ ｕｍｅ ｔ ａ ｄ ｉｓ ｓ ｐ ｒ ｓ ｉ ｎ ｅ ｅ ｔｖ ｎ ｓ ｒ ｉ ｒ ｒ ｄ ｓ ｒ ｙ ｒ ｄ ａ ｉ ｎ ｉ ｎ ｎ ｔ ｕ ｐ ｅ ｓｏ ｆ ｃ ｉ ｅ ｅ ｓ ｆ ｎｆａ ｅ ｔ ａ ａ ｉ ｔｏ ｓ ｏ
ｅ ａ ｕ ｔ ｄ ｉ ｒ ｕｎ ｎ ｎ ｏ ｂ ｔ ｔ ｓ ｓ ｖ ｌ ａ ｅ ｎ ｇ ｏ ｄ ａ ｄ ｉ－ ｒ ｉ ｅ ｔ ． Ｋｅ ｙ ｗｏｒ ： ｉ ｆａ ｅ ｐ ｉ ｓ ｓ ｒ ｙ ｒ ｄ ａ ｉ ｎ； ｎｆａ ｅ ｏ ｔｎ ； ｏ ｔ ｐ ｄｓ ｎ ｒ ｒ ｄ ｏ ｔ ｃ ； ｔ ａ ａ ｉ ｔｏ ｉ ｒ ｒ ｄ ｃ ａ ｉ ｇ Ｌｙ ｔ ｓ ｏ
照射 到 的表面 被 称为 照 明面 ，可通 过光 线正 追
找 出。既是 关键 面 又是 照 明面 的表 面被 定义 为
重 要 面 。一个 光 机 零 件 按 照 关 键 面 、 明 面 和 重 照
收 稿 日期 ： ００ ９１ ２１－ —６ Ｏ 基 金 项 目： 海技 术 物 理研 究所 ２０ 年 度 创 新种 子基 金 资 助 项 目 上 ０９ 作 者 简介 ： 欣耀 （ ７一，男 ，江 西 南 昌人 ， 士 ，副研 究 员，研 究 方 向为 空间 光 学系 统 的杂 散 光抑 制 。 Ｅｍ ｉ 李 １９ ９ ） 硕 － ａ ｌ
ｘｉ ｙａ ｉ ｉ ｃ ｎ ｏｌ＠ｓ ｎａ．ｏｍ
ｈｔ：／ ｕｎ１ｉ ． ． ／ｗ ｔｐ／ｊ ｒａ．ｔ ａ ｃ ｈ ｏ ｓｐ ｃ ｎ
Ｓ ｕｐｐｒ ｓ ｉ ｅ ｈ ｆ Ｉ ｆ ａ ｅ ｒ ｙ Ｒ ａ ａ ｉ ｎ ｅ ｓ ｎｇ Ｍ ｔ ｏｄ ｏ ｎ ｒ ｒ ｄ Ｓｔ ａ ｄｉ ｔ ｏ ｉ ｐａ ｅ Ｏｐｔ ｃ ｌＳ ｔ ｍ ｎ Ｓ ｃ ｉ ａ ｙｓ ｅ
LCoS微型投影光引擎杂散光分析与抑制
LCoS微型投影光引擎杂散光分析与抑制刘昆;余飞鸿【摘要】为抑制LCoS光引擎的杂散光,在TracePro软件中建立了光引擎的光机模型,运用蒙特卡罗方法对该系统的杂散光进行了分析.通过仿真模拟及实验发现PBS棱边、成像透镜边缘、镜片隔圈以及镜筒内表面为产生杂散光的关键面.为此使用挡光片、表面发黑、镜片边缘及隔圈涂黑等方法对杂散光进行抑制.仿真及实验均表明上述方法可有效抑制杂散光.%The opto-mechanical model of LCoS optical engine has been established in TracePro software for the purpose of suppressing stray light. Stray light is analyzed using Monte Carlo method. The edges of PBS prism and imaging lenses, the inner surfaces of cone and spacer are found to be the key surfaces which will generate stray light by simulation and experiments. In order to suppress the stray light, not only baffles are used, but also key surfaces are blackened. Absorption paint is smeared on the edges of the imaging lenses and inner surfaces of the spacer. Simulation and experiments both prove that above methods can suppress the stray light effectively.【期刊名称】《光学仪器》【年(卷),期】2012(034)001【总页数】5页(P11-15)【关键词】微型投影;杂散光;硅基液晶(LCoS);TracePro;光线追迹【作者】刘昆;余飞鸿【作者单位】浙江大学现代光学仪器国家重点实验室,浙江杭州310027;浙江大学现代光学仪器国家重点实验室,浙江杭州310027【正文语种】中文【中图分类】O439引言微型投影技术又称便携式投影技术、超微投影技术、“皮口”投影技术，利用此技术开发的产品也被形象地称为掌上投影机、口袋投影机。
大视场空间可见光相机的杂散光分析与抑制
收稿日期：２０１８１００５；修订日期：２０１８１２０１ 基金项目：国家高技术研究发展计划（８６３计划）资助项目（Ｎｏ．２０１１ＡＡ１２Ａ１０３）
Ｓｕｐｐｏｒｔｅｄ ｂｙ Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｈｉｇｈ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ａｎｄ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ Ｐｒｏｇｒａｍ （８６３ Ｐｒｏｇｒａｍ） （Ｎｏ． ２０１１ＡＡ１２Ａ１０３）
Ａｎａｌｙｓｉｓａｎｄｓｕｐｐｒｅｓｓｉｏｎｏｆｓｐａｃｅｓｔｒａｙｌｉｇｈｔｏｆ ｖｉｓｉｂｌｅｃａｍｅｒａｓｗｉｔｈｗｉｄｅｆｉｅｌｄｏｆｖｉｅｗ
ＣＨＥＮＸｉｎｇ１，２，ＨＵＣｈｕｎｈｕｉ１ ，ＹＡＮＣｈａｎｇｘｉａｎｇ１，ＫＯＮＧＤｅｃｈｅｎｇ１，２ （１．ＣｈａｎｇｃｈｕｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＯｐｔｉｃｓ，ＦｉｎｅＭｅｃｈａｎｉｃｓａｎｄＰｈｙｓｉｃｓ， ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｃｈａｎｇｃｈｕｎ１３００３３，Ｃｈｉｎａ；
第 １２卷 第 ３期
中国光学
Ｖｏｌ．１２ｎｅｓｅＯｐｔｉｃｓ
Ｊｕｎ．２０１９
文章编号 ２０９５１５３１（２０１９）０３０６７８０８
大视场空间可见光相机的杂散光分析与抑制
陈 醒１，２，胡春晖１ ，颜昌翔１，孔德成１，２
处，成像光线并不会充满光学系统入口处的半球
形透镜的全部表面，换言之第一片透镜的部分边
缘在 ３０°视场处是不参与成像的，是多余的。若
通光口径与透镜直径一样，则不仅会增加 Ｘ方向
的杂光，还导致遮光罩体积增大。因此 Ｄ０直接选
第 ３期
陈 醒，等：大视场空间可见光相机的杂散光分析与抑制
６８１
取两视场方向光线通过的有效通光孔径，按公式 （２）计 算 可 得 遮 光 罩 长 度 分 别 为 １２３４ｍｍ 和 ７０９ｍｍ。通常此类情况应选取较长的长度进行 遮光罩的设计以满足抑制要求，然而由于工程上 轻小型的要求以及整体体积的尺寸限制，使得该 系统遮光罩不能够长于 １００ｍｍ。在满足 ６０°视场 杂光抑制要求的前提下最终选定遮光罩长度为 ９５ｍｍ。长度的不足将通过其他设计途径进行补 偿，以保证遮光罩的杂光抑制性能。
光学精密工程1-12期(第18卷)总目次
飞， 王
森， 邓 超 ， （－ １ ） 等 ３５ ３
磊 ， 建 立 （－２ ） 王 ３５ １
稀疏采样傅 里叶望远镜 成像 …………… ………… ………… ……… …… 刘欣 悦 ， 董
基 于 Ｚ ＭＡＸ用户 自定义操作 数 的波前 编码成像 系统优化 设计 … 周 峰 ， Ｅ 闫 海 ， 王晓莉 ， （—２ ） 等 ３５ ８ 波前编码技术 扩展焦深 的系统 实验 …… ………… ……… ………… 张 上海 光源新 型一维位置灵 敏 电离 室研制 …………… ………… …… 朱 半 导体 激光器 列阵 的 ｓ ｌ 效应 与封装技 术 ｍｉ ｅ 欣， 张 新 ， 张建萍 ， （－３ ） 等 ３５ ６ 静， 汪启胜 ， 黄 胜 ， （—４ ） 等 ３５ ４
伟， 曹移 明， 明煜 ， （—４ ） 丛 等 ２３ １
俊 ， 姓奇 ， 丁 余 葵 ， （－４ ） 等 ２３ ９
应用 小波 Ｆｒ 阈值滤 波实 现光谱 实 时采集 … …… ……… …… …… … 李 正刚 ， ｉ ｍ 吴一辉 ， 明（ －５ ） 宣 ２３ ７
兴隆 １ｍ 光学望 远镜消杂 散光系统 … …………… ……… ………… 赵
离轴 三反空 间光学 望远 系统 的杂 散光抑 制 ……… …… …… …… ……… 颜 昌翔 ， 许 杰 ， 岩 （－８ ） 彭 ２２ ９
空间光学系统杂散光抑制设计与仿真
空间光学系统杂散光抑制设计与仿真
空间光学系统杂散光抑制设计与仿真是一项应用于航天领域,为保证星表精度和目标探测性能的关键技术之一。
在空间环境下,由于宇宙尘埃、飞船垃圾、太阳辐射等因素的影响,光学系统会产生大量的杂散光,从而降低系统成像质量。
因此,需要通过改进光学系统的设计和优化反射镜的形状、控制系统的热漂移等方法,来抑制杂散光的产生和传播。
典型的空间光学系统杂散光抑制方法包括：使用靶面和反射镜来选择入射光线,掌握杂散光的路径和抑制措施,设计灰度均匀的光阀,使用颜色选通滤波器和相位板等。
同时,还需要进行光学系统杂散光的仿真和评估,模拟不同情况下的光学成像效果,并通过比较结果,选择最优方案进行实际应用。
总的来说,空间光学系统杂散光抑制设计与仿真是一项复杂的工程技术,在实际应用中需要考虑多方面的因素,比如光学元件的制造和安装误差、环境因素的影响、成像质量的要求等。
物理实验技术中的杂散光抑制技巧
物理实验技术中的杂散光抑制技巧在物理实验中，杂散光是一个常见的干扰源，它会对实验结果的准确性产生不利影响。
为了保证实验结果的可靠性，科学家们发展了许多抑制杂散光的技巧。
本文将介绍一些常用的物理实验技术中的杂散光抑制技巧。
首先，我们先来了解一下杂散光的来源。
杂散光主要包括背景光、散射光和漏光。
背景光是由于实验环境的不完全屏蔽而引入的光线，它可能来自室外自然光、室内灯光等。
散射光是由于光在实验装置内的各种界面上发生反射、折射和散射而产生的干扰光，例如光束经过透镜、反射镜等光学元件时产生的散射。
漏光是指本不应出现在特定区域的光线，但由于装置本身不完美或者实验操作不当而产生的干扰光。
接下来，我们将介绍一些常用的抑制杂散光的技巧。
第一，使用光学滤波器。
光学滤波器是一种将特定波长或一定范围内的光线滤除的装置。
通过在光路中加入适当的滤光片，可以选择性地去除掉背景光中的特定波长成分。
例如，在荧光实验中，可以使用荧光滤波器屏蔽掉背景光，使得只有来自荧光物质本身的光被探测器接收到。
第二，优化实验装置。
一个好的实验装置应该具备良好的光学特性，同时合理设计光路，避免无谓的光路折射和散射。
例如，在干涉实验中，为了减小散射光的影响，可以采用非反射涂层的光学元件，减少光线在界面上的反射。
另外，合理的光路设计可以避免漏光现象的发生，例如在显微镜实验中，应尽量将光线集中到观察目标上，减少漏光到背景的可能性。
第三，使用干扰光检测器。
干扰光检测器是专门用来检测和分析杂散光的仪器。
它通过接收和记录杂散光的特性，如强度、波长等，以便分析和抑制杂散光的来源。
通过使用干扰光检测器，科学家们可以更好地了解杂散光的特性，并采取相应的抑制措施。
第四，进行信号处理。
对于某些实验中无法完全消除的杂散光，可以采用信号处理技术来抑制其干扰。
例如，在光学成像实验中，可以利用数字图像处理技术，通过滤波、背景减除等方法来消除背景噪声和散射光的影响，提高图像的质量和对比度。
光刻机杂散光抑制技术研究及应用
光刻机杂散光抑制技术研究及应用光刻机是集成电路制造过程中不可或缺的一项关键技术，它通过将光投影到半导体材料上，进行图案的曝光和转移，实现微纳米级别的器件加工。
然而，在光刻机的实际操作中，杂散光往往会对图案的精确性和加工质量造成严重影响。
为了解决这一问题，科学家们进行了大量的研究，并提出了各种抑制杂散光的技术。
本文将从杂散光的来源、抑制技术的研究进展以及实际应用三个方面，对光刻机杂散光抑制技术进行探讨。
一、杂散光的来源光刻机杂散光主要来自光刻机本身以及周围环境的干扰。
光刻机内部的光源、光路系统以及光刻胶等元件都存在着一定的光耦合效应，导致曝光过程中会产生一部分杂散光。
此外，外界环境中的光源、震动和电磁辐射等因素也对光刻机的光学系统产生干扰，进而引起杂散光的产生。
因此，准确分析和理解光刻机杂散光的来源，是进行抑制技术研究的重要前提。
二、抑制技术的研究进展2.1 光刻机内部结构优化光刻机内部结构的设计和优化是抑制杂散光的关键。
通过对光源、透镜系统、光刻胶等关键元件进行合理的布局和优化设计，可以有效减少光源到曝光区域之间的光损耗，降低杂散光的产生。
例如，可以采用空气浮动技术来减少光刻机内部元件的震动，从而降低杂散光的干扰。
2.2 光刻胶的选择和优化光刻胶在光刻过程中起到了至关重要的作用，而不同的光刻胶对杂散光的响应也存在差异。
因此，选择合适的光刻胶并对其进行优化，是抑制杂散光的重要手段之一。
科学家们通过改变光刻胶的成分、厚度和硬度等参数，提高了其对杂散光的抑制效果，并取得了一定的研究成果。
2.3 光路系统的优化光路系统是光刻机的核心组成部分，优化光路系统可以有效抑制杂散光的产生。
科学家们通过改进光路系统的组成元件、减小光学系统的误差以及采用先进的光学材料，提高了光路系统的光学性能，从而降低了杂散光的干扰。
三、应用与展望目前，光刻机的杂散光抑制技术已经在集成电路制造领域得到了广泛应用。
通过采用上述的优化措施，大大提高了光刻机的工艺精度和加工效率，为微纳米级别器件的制备提供了有力支持。
10_远心离轴三反消像散望远系统的光学设计
Email :cclhuan @126. com 修回日期 :2008 - 10 - 22
中 ,主镜 、次镜和三镜的顶点曲率半径分别为 R1 、R2 和 R3 ,主镜与次镜 、次镜与三镜的间隔分别为 d1 、 d2 ,系统像方焦距为 f ′. 对于望远系统 ,假定物体位 于无穷远 ,即 l1 = ∞, u1 = 0 (其中 l1 和 u1 分别为主 镜的物距和物方孔径角) .
衍射极限 ,在空间频率 27. 8 对线/ mm 处 , M TF 值 大于 0. 85 ,像元最大光斑的均方根 ( RMS) 尺寸为 6μm ,小于探测器像元尺寸 18 μm ,满足设计要求. 图 6 为主镜非球面与最佳拟合球面的差值曲线. 由 差值曲线可见 ,在整个口径内 ,主镜非球面与最佳拟 合球面间最大差值为 52μm.
3 设计流程
根据式 (4) ～ (11) ,给出远心离轴三反消像散系 统的程序设计框图.
图 2 平像场 、远心三反望远系统程序设计 Fig. 2 Flow chart of p rogram design of t he flat field ,
telecent ric t hree2mirror telescope
ICA
Vol. 38 No . 9 September 2009
10°远心离轴三反消像散望远系统的光学设计 3
李欢1 ,2 ,向阳1
(1 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 应用光学国家重点实验室 , 长春 130033) (2 中国科学院研究生院 ,北京 100049)
摘 要 :在共轴三反系统的几何光学成像理论基础上 ,研究了成像光谱仪用远心宽视场 、大相对孔 径离轴三反消像散系统的设计问题 ,推导出了平像场 、远心三反消像散系统初始结构参量和三级像 差的计算方程. 在给定系统像方焦距 f ′和 F/ # 的情况下 ,只要给定次镜对主镜的遮拦比α1 和次 镜口径 D2 的具体值 ,就可以得到一个平像场 、远心三反消像散成像系统的初始结构 ,通过进一步 优化可得到满足设计要求的结果. 据此设计出一个光谱范围 0. 4～2. 5 μm 、焦距 f ′= 720 mm 、相 对孔径 F/ 4 、线视场角为 10°的平像场 、远心离轴望远系统 ,其主镜为 6 次非球面 ,次镜和三镜为椭 球面 ,在空间频率 27. 8 对线/ mm 处 ,调制传递函数值大于 0. 85. 关键词 :成像光谱仪 ;望远系统 ;光学设计 ;三反镜系统 ;远心 中图分类号 :O439 文献标识码 :A 文章编号 :100424213 (2009) 092225625