摘要： 借助混合近視分析軟件，構建了空間光學系統的光機結構模型。 估算系統中各機械表面輻射能量到達像面的大小，確定關鍵面； 通過比較四種不同發射率條件下像面接收到的雜散輻射量的變化規律，得到有用的分析結果來提出對該系統的初步控制措施光的折射反射散射的例子，并可指導其他類似系統的分析和設計.
關鍵詞：; 光學系統； 熱輻射； 抑制異視
前言
空間光學中的平行近視是指來自非目標物體的輻射或光在探測器表面（成像表面）擴散。 雜散光的來源主要有以下幾個方面： 1）光學系統外的光線進入系統，如太陽光、地表、云層的反射光進入系統并到達像面； 2）光學系統預制件內部有一定的溫度，元件的熱輻射通過光學面的反射和散射進入光路，到達像面； 3）光學系統的成像光束通過非成像光路到達像面。 隨著現代應用光學技術和微電子技術的發展，在中高幀率空間光學系統中，內部熱輻射已經成為影響系統成像質量的重要因素。 雜散光使像面的輻照度不均勻，降低像面物體與背景的對比度和信噪比，增加檢測距離。因此，需要采取適當的研究方法來研究像面接收到的內部熱輻射的大小，從而保證光學系統機械結構的合理性，從而獲得一定的成像質量。
目標圖像的數量。
本文采用分析軟件對空間光學系統內部的雜散輻射進行了分析。 是一款基于蒙特卡洛方法的雜散光跟蹤軟件。 其雜散近視估計的基本思想是將雜散輻射能看成是由大量相互獨立的能量束組成。 光的發射位置和方向，在反射面上的吸收或反射，進入半透明部分后的吸收、折射或透射、衍射等一系列傳輸過程，都是由相應的概率模型決定的。 追蹤一束光線，直到它被系統吸收或逸出。 然后追蹤下一束光； 跟蹤一定數量的波束后，可以獲得更穩定的統計結果[1]。
一、光學系統及機械模型
折反射光學系統參數如下：入瞳直徑D=300mm，焦距f=-500mm，出瞳距離EXPP=-30mm，后焦距BFL=45mm，波長范圍8.5μm～10.5μm，入射角± 1.1°。 這是一個二次成像折反射系統，由 2 個反射鏡和 4 個折射透鏡組成。 入瞳在主鏡上，出瞳在系統像上，中間像面加視場光闌，冷光闌位置與出瞳重合。 反射式雙鏡系統是在中間像面加一個透鏡，然后通過三個透鏡組進行像差校正，得到最終的像面。 向中間像平面添加視場光闌可以減少到達像平面的衍射近視的幅度。
1.光學系統結構配光
構建的光學機械結的光分布如右圖2所示。 冷膜片后面的光學機械部分放置在冷箱中，通過冷卻減少熱輻射的尺寸。
2. 分析系統光機結構示意圖
二、分析原理及過程
輻射發射（簡稱輻射發射）是指單位時間內從物體表面單位面積發射的各種波長的電磁波能量總和，用M(T)表示。 根據普朗克定理，在一定的濕度和波長下，黑體的輻射亮度與波長和溫度的關系為[1]：
(1)
其中：c1和c2為常數，T為體溫，λ為波長。 因此，單位時間內某一發射面在單位面積上發射的λ1-λ2波段的輻射能量為：
(2)
式中：ε為表面的發射率，發射率是指在相同溫度下，表面輻射的熱量與宋體輻射的熱量之比。
室溫T=300K時，發射率ε設為1，波長范圍為8.5μm至10μm，各輻射面的輻射功率可采用分布估算的累積求和來估算。 估計的輻射功率結果如下表 1 所示（表面編號如圖 2 所示）。 （每個輻射面的面積由中構建的力學模型中的規格確定。）如公式2所示，當發射率ε變化時，表中每個表面的輻射功率應相應減去一個系數ε .
表 1 光學系統內各主面的輻射功率(T=300K, ε=1)
在分析光學系統內部機械裝置的熱輻射時，首先可以將光從像面逆向追跡到物面。 關鍵對象是從圖像平面或中間圖像平面看到的任何對象或表面，包括從鏡子和透鏡看到的表面。 如果圖像平面看不到物體或表面，則它會直接從物體到達檢測器而不會近視。 那么應該從物體空間中找到被它照亮的表面，稱為“被照亮的表面”。 盡量減少被照面的面積，或將被照面移出光路。 如果被照射面也是臨界面，則存在雜散路徑，雜散輻射僅需一次反射或散射即可到達像面。 該表面的雜散輻射是像面雜散輻射的主要來源，應盡可能抑制這部分輻射。 如果從其中一個被照亮的表面可以看到關鍵表面，則存在次級虛假路徑。 反射或散射的次數越多，即雜散路徑越復雜，到達像面的雜散能量就越少[3,4]。
因此，在該折反射二次成像系統中，從像面追溯至物面，我們可以看到主鏡、副鏡和折射鏡組都是關鍵面，主物鏡1的內表面，支撐桿2的表面和次級物鏡5的錐面。場光闌前表面15和鏡筒的左錐面16發出的輻射可以通過反射和散射進入系統光學系統的主鏡或副鏡，到達像面。 次級物鏡的內表面4和透鏡組物鏡的表面6發出輻射光的折射反射散射的例子，并通過透射透鏡組到達像面。 跟蹤過程的流程圖如圖3所示。
圖 3. 圖像平面的反向跟蹤射線圖
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