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大视场空间可见光相机的杂散光分析与抑制

陈醒 胡春晖 颜昌翔 孔德成

陈醒, 胡春晖, 颜昌翔, 孔德成. 大视场空间可见光相机的杂散光分析与抑制[J]. 中国光学, 2019, 12(3): 678-685. doi: 10.3788/CO.20191203.0678
引用本文: 陈醒, 胡春晖, 颜昌翔, 孔德成. 大视场空间可见光相机的杂散光分析与抑制[J]. 中国光学, 2019, 12(3): 678-685. doi: 10.3788/CO.20191203.0678
CHEN Xing, HU Chun-hui, YAN Chang-xiang, KONG De-cheng. Analysis and suppression of space stray light of visible cameras with wide field of view[J]. Chinese Optics, 2019, 12(3): 678-685. doi: 10.3788/CO.20191203.0678
Citation: CHEN Xing, HU Chun-hui, YAN Chang-xiang, KONG De-cheng. Analysis and suppression of space stray light of visible cameras with wide field of view[J]. Chinese Optics, 2019, 12(3): 678-685. doi: 10.3788/CO.20191203.0678

大视场空间可见光相机的杂散光分析与抑制

doi: 10.3788/CO.20191203.0678
基金项目: 

国家高技术研究发展计划(863计划)资助项目 2011AA12A103

详细信息
    作者简介:

    陈醒(1993-), 女, 吉林公主岭人, 硕士研究生, 2015年于山东大学获理学学士学位, 主要从事可见光光学系统的杂散光分析工作。E-mail:CXing712@163.com

    胡春晖(1986-), 男, 河南信阳人, 助理研究员, 2013年于中国科学院长春光学精密机械与物理研究所获得博士学位, 从事光学系统装调、检测方面的研究。E-mail:famous226@163.com

    颜昌翔(1973—),男,湖北洪湖人,博士,研究员,2001年于中国科学院长春光学精密机械与物理研究所获得博士学位,主要从事空间光学遥感技术方面的研究。E-mail:yancx@ciomp.ac.cn

  • 中图分类号: V245.6;V19

Analysis and suppression of space stray light of visible cameras with wide field of view

Funds: 

National High Technology Research and Development Program(863 Program) 2011AA12A103

More Information
  • 摘要: 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6.5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。
  • 图  1  大视场同心光学系统布局图

    Figure  1.  Layout of concentric optical system with large field of view

    图  2  辐射能量传递理论模型

    Figure  2.  Model of radiation energy transfer theory

    图  3  典型遮光罩几何结构图

    Figure  3.  Geometric structure of typical baffle

    图  4  竖直挡光环设计原理图

    Figure  4.  Design principle of vertical vanes

    图  5  倾斜挡光环设计原理图

    Figure  5.  Design principle of lean vanes

    图  6  遮光罩实体结构模型

    Figure  6.  Solid models of outer baffle

    图  7  消杂光光阑的设计

    Figure  7.  Design of stray light elimination stop

    图  8  杂散光分析模型

    Figure  8.  Stray light analysis model

    图  9  俯仰(30°)与方位(60°)方向的视场外PST曲线

    Figure  9.  PST curves of the system

    表  1  最终遮光罩设计结果

    Table  1.   Final design results of baffle

    ω/(°) D0/mm D1/mm L/mm
    30° 114 204.9 95
    60° 154 264.1 95
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    表  2  两视场方位可达到的探测星等

    Table  2.   Detectability of two fields of view

    视场角ω 太阳规避角θ 抑制角外PST(θ) 可探测星等
    30° 50° 2.34×10-7 ≥6.5
    60° 70° 8.43×10-8 ≥7.5
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2018-10-05
  • 修回日期:  2018-12-01
  • 刊出日期:  2019-06-01

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