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    [原创]通过ASAP对红外光学系统自身杂散辐射分析及抑制 [复制链接]

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    离线小火龙果
     
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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 07-18
    关键词: ASAP光学系统
    以折反式光学系统为例,利用 ASAP 光学分析软件,建立了系统的三维仿真模型,并对系统各重要元件自身 热辐射进行了定量分析。根据模拟分析结果,提出了系统的优化和改进措施,重 点 对 靠 近像面及视场附近的 机械结构进行了优化设计。最后,引入有效发射率的概念,对 优化前后系统杂散辐射性能进行了评价。研究 结果表明,优化后,红外光学系统的有效发射率明显降低,系统杂散辐射性能得到明显提高。 [FA{x?v kf  
    {"oxJ`z4  
    利用ASAP 软件建立了如下图所示红外系统的三维仿真模型。为了对系统杂散辐射特性进行定量分析, 需指定系统中各光学元件和机械结构表面特性和散 射模型,而 这些特性参数选取的合理与否是影响仿真 结果精确性的重要因素。在系统设计中,为了增强非光路结构元件对杂散辐射的吸收,可将机械件进行发黑处理。在 8~12 um波段下,设定机械件的表面吸收率ε=0.98,其表面散射模型采用朗伯模型,该模型可以很好地模拟具有漫反射特性表面的散射特性。对于光学元件,假设反射镜反射率R=0.985,透镜透过率T=0.97。由于反射镜面和透镜表面的粗糙度远小于入射波长,因此,采用修正的哈维模型表征光滑光学元件表面的散射特性。 0"2=n.##  
    F <>!kK/c  
    S5~VD?O,  
    由于ASAP是基于蒙特卡罗法的一种杂光分析软件,追迹光线条数越多,仿真结果越准确。然而,追迹光线条数的增多,会增加计算时间,降低计算效率。 因此,选择合适的追迹光线条数十分重要。此外, 为了解决计算效率与计算准确性的问题,在仿真计算时, 采取了重点区域采样的方法。该方法将重点区域定义 为从每个被照明和关键目标可以看到的探测器像面,使原本在2π空间内散射的光线只朝着我们感兴趣的 方向追迹,进一步提高追迹效率,减少追迹时间。软件 可以根据各元件表面所设定的散射模型自动在我们 感兴趣的方向(即重点区域方向)分配散射能量。 A+6 n#  
    ];.pK  
    通过采用表面抛光处理、扩大口径以及改变外形 等优化措施,对靠近像面和距离视场较近,同时又在冷阑抑制范围之外的机械元件进行了改进,并对优化前后系统有效发射率进行了比较。研究结果表明,采取优化措施后,红外光学系统的有效发射率由改进前的5.2%减小为2.9%,系统的杂散辐射性能得到了明显改善。 Y<1QY?1sd  
     
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    离线yu-xuegang
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    只看该作者 1楼 发表于: 08-07
    没文章,没图,差评!
    离线小火龙果
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    只看该作者 2楼 发表于: 08-08
    回 yu-xuegang 的帖子
    yu-xuegang:没文章,没图,差评! (2019-08-07 16:49)  [_Qa9e  
    [@5Ytv H  
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