20世紀70年代以來，隨著軍事、地質(zhì)、測繪、環(huán)境、資源、以及宇宙探索等各項領(lǐng)域里越來越多地對高性能空間光學(xué)儀器的需求，雜散光問題逐漸變的重要起來，促使人們投入大量的人力物力重新開始研究一度被忽視而直接影響成像質(zhì)量的雜散光問題。雜散光是指到達光學(xué)系統(tǒng)像面的非成像光，它對光學(xué)系統(tǒng)的影響是非常有害的，其直接影響表現(xiàn)在降低像面的對比度，降低像面的信噪比，并且可能會在像面產(chǎn)生光斑，直接導(dǎo)致像質(zhì)下降，在某些情況下甚至?xí)䦟?dǎo)致系統(tǒng)失效，從20世紀20年代人們就開始了對雜散光的研究，特別是近20年的，雜光理論和雜光問題研究要從以下幾個方面探索：雜散光輻射理論，系統(tǒng)雜光測試，雜光分析與軟件，BSDF數(shù)據(jù)，雜光抑制設(shè)計等。
本課程介紹了空間光學(xué)系統(tǒng)的雜散光來源，以及對紅外光學(xué)系統(tǒng)成像質(zhì)量的影響，在簡化分析上，討論了雜散光分析的物理模型，利用已有的光學(xué)系統(tǒng)模型討論了雜散光計算和分析方法。用具體的模型說明雜散光分析和計算假設(shè)條件，為以后利用軟件進行雜散光分析打下基礎(chǔ)。
1. 雜散光術(shù)語
雜散光路徑
關(guān)鍵面和照明面
In-field 和 out-of-field 雜光
內(nèi)部和外部雜散光
雜散光控制”Move It 、Block It 、Paint/Coat It 、Clean It”
2. 基本輻射度量學(xué)-輻射
輻射度量學(xué)術(shù)語
• 光通量、功率、光度學(xué)與輻射度量學(xué)
• 立體角與投射立體角/亮度/強度/BSDF/
PST(點源透射比)
探測器FOV（反向光線追跡）
面紗眩光指數(shù)（VGI）
系統(tǒng)自發(fā)熱輻射的計算及分析步驟
冷反射效應(yīng)的分析與控制
3. 雜散光分析中的光線追跡
構(gòu)建雜散光模型
• 定義光學(xué)和機械幾何
• 定義光學(xué)屬性
光線追跡
• 使用光線追跡來量化收斂速度
• 瞄準散射射線以增加收斂的速度
• 反向光線追跡
• 使用探測器FOV找到雜散光路徑
• 控制光線Ancestry以增加收斂速度
• 使用蒙特卡洛光線劈裂增加收斂速度
• 雜散光對MTF的影響
4. 來自RMS表面粗糙的散射
來自表面粗糙的散射
• RMS粗糙度與BSDF的關(guān)系
• 由PSD推導(dǎo)BSDF
• 擬合BSDF測量數(shù)據(jù)
來自劃痕的的散射
5. 來自顆粒污染的散射
來自球形顆粒中的散射（米氏散射理論）
顆粒密度函數(shù)模型
6. 來自黑處理表面的散射
表面涂黑處理的原理
擬合BRDF測量數(shù)據(jù)
使用已知的BSDF數(shù)據(jù)
凱塞格林望遠鏡表面Aeroglaze-Z306散射模型的仿真
7. 鬼像反射、孔徑衍射
鬼像反射
• 表面鍍膜
• 表面鍍AR增透膜的仿真
孔徑衍射理論
8. 光學(xué)設(shè)計中的雜散光控制
使用視場光闌
減小孔徑光闌和焦平面間的幾何元件數(shù)量
使用眩光光闌（Lyot stop）
使用光瞳掩膜來阻止衍射及來自支柱的散射
使用濾光
9. 空間太陽望遠鏡（SST）消雜光分析
SST光學(xué)系統(tǒng)介紹
確定SST的一次散射面
表面散射系統(tǒng)對MTF的影響
SST系統(tǒng)消雜散光裝置的設(shè)計
10. BSDF及TIS的測量
BSDF測試（散射儀）
TIS測試
11. 擋板和冷屏的設(shè)計
主擋板和冷屏的設(shè)計
擋光環(huán)的設(shè)計
• 槽型擋光環(huán)
• 擋板擋光環(huán)最佳孔徑、深度、間隔
凱塞格林類型的擋板設(shè)計
設(shè)計反射型擋光環(huán)
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