专利名称：待测光学系统杂散光检测方法及杂散光检测系统的制作方法
技术领域：
本发明属光学领域，涉及一种测试杂散光的方法及其系统，尤其涉及一种待测光学系统杂散光检测方法及杂散光检测系统。
背景技术：
杂光辐射是指光学系统中除了目标(或成像光线)外扩散于探测器(或成像)表面上的其它非目标(或非成像)光线辐射能，以及经非正常光路到达探测器的目标光线辐射能。杂散辐射的危害性在于降低像面的对比度和调制传递函数，使整个像面层次减少，清晰度变坏，甚至形成杂光斑点，严重时使目标信号完全被杂散辐射噪声所淹没。为了保证相机具有清晰的图像、较高的传递函数，国内外研究人员将杂散光作为评价光学系统性能的一项重要指标。然而目前对光学系统杂散光测试方法的研究较为落后，以至于杂光问题已严重影响了其它方面的发展，成为光学系统设计水平进一步提高的“瓶颈”，一些系统由于没有很好地解决杂散光的抑制而导致整个系统的失败。对空间光学系统而言，杂散光的影响就更为严重，因此，开展杂散光测试方法研究已成为空间光学工程中的关键技术之一。目前对杂光水平的评价方法主要有两种:第一种:在设计阶段主要是采用ASAP、TracePro> OptiCAD等杂散光分析软件,把被分析光学系统的模型建立起来再利用光线追迹蒙特卡洛数值模拟法等对系统杂散光进行分析计算，其基本思想为:把杂光辐射能看作是由大量相互独立的能束光线组成的辐射能。光线的发射位置和 方向、到达反射面的吸收或反射、进入半透明部件后的吸收、折射或投射，以及衍射等一系列传递过程均由相应的概率模型确定。跟踪一束光线直到它被吸收或溢出系统，然后再跟踪下一束光线，最后跟踪一定数量的光束后可得较为稳定的统计结果，由此计算给出系统的点源透过率PST (Piont Sources Transmittance)。点源透过率PST定义:光学系统视场外视场角为Θ的点源目标的辐射，经过光学系统后，在像面产生的辐射照度EiPi, λ)与入瞳处的辐射照度Ε(λ)的比值，其数学表达式为:P、i (Θ..A)= ■' 'V I )
hU)点源透过率PST体现了光学系统本身对杂光的衰减能力，而与杂光源的辐射强度无关。显然PST小,则表不系统杂光抑制能力强,系统性能好。于是,一个光学系统对视场外杂光的抑制指标常常表不为:杂光源在偏离光学系统光轴的临界限制角为时,系统的点源透过率PStpj, λ)小于某个值。第二种:光学系统集成后，在实验室进行杂散光测试，获得系统杂散光测试结果。目前主要是对光学系统杂散光系数V (Veiling Glare Index)进行测试。光学系统像面上照度是由成像光束引起的照度Etl和杂光引起的附加照度ΛΕ的总和。所谓杂光系数(V)是指像平面上杂光引起的附加照度ΛΕ和总照度E之比，SP:
权利要求
1.一种待测光学系统杂散光检测方法，其特征在于:所述待测光学系统杂散光检测方法包括以下步骤: 1)获取待测光学系统在不同视场角的像面的辐射照度； 2)将待测光学系统更换为裳减片并犹取含有该裳减片的福射照度； 3)根据步骤2)所得到的含有该衰减片的辐射照度获取待测光学系统在入瞳处的辐射照度； 4)根据步骤I)以及步骤3)获取待测光学系统的点源透过率。
2.根据权利要求1所述的待测光学系统杂散光检测方法，其特征在于:所述步骤I)的具体实现方式是: 1.1)激光束转换为平行光束并入射至待测光学系统； 1.2)通过光电探测器测出待测光学系统在不同视场角的像面的辐射照度。
3.根据权利要求2所述的待测光学系统杂散光检测方法，其特征在于:所述步骤2)的具体实现方式是: 2.1)激光束转换为平行光束并入射至衰减片； 2.2)通过光电探测器测出含有该衰减片的辐射照度。
4.根据权利要求3所述的待测光学系统杂散光检测方法，其特征在于:所述步骤3)是根据下述公式而具体实现的:,…、1-(λ).βΚΛ) 其中: Ε(λ)表不待测光学系统在入瞳处的福射照度； Ε’(λ)表示含有衰减片的辐射照度； β (λ)表示衰减片的透过率； λ表不激光波长。
5.根据权利要求4所述的待测光学系统杂散光检测方法，其特征在于:所述步骤4)是根据下述公式而具体实现的:加 TV/!,、人.(汉-又)!认 Θ:..λ ) Ε.{Θ: ,/:) η..χPSI (θ.λ)= Λ 1 = ■ Λ.1 = 1 , 1 X β{/.)/.；(/；) !■:{/:) K {λ) ' W) 其中: Ε( λ )表不待测光学系统在入瞳处的福射照度； Ε’(λ)表示含有衰减片的辐射照度； β (λ)表示衰减片的透过率； λ表不激光波长； θ i表不不同视场角； Ei ( Θ ” λ )表示待测光学系统在不同视场角的像面的辐射照度； PST(9 , λ)表示待测光学系统在不同视场角的点源透过率。
6.一种用于实现权利要求1-5任一权利要求所述的待测光学系统杂散光检测方法的杂散光测试系统，其特征在于:所述杂散光测试系统包括激光器、平行光管以及探测器；所述激光器、平行光管以及探测器依次设置于同一光轴上。
7.根据权利要求6所述的杂散光测试系统,其特征在于:所述杂散光测试系统还包括设置于平行光管和探测器之间的衰减片。
8.根据权利要求6或7所述的杂散光测试系统,其特征在于:所述杂散光测试系统还包括设置于平行光管以及探测器之间用于对待测光学系统进行调整的调整平台。
9.根据权利要求8所述的杂散光测试系统，其特征在于:所述杂散光测试系统还包括设置于旋转平台上用于对待测光学系统进行调整的调整机构。
10.根据权利要求9所述的杂散光测试系统，其特征在于:所述杂散光测试系统还包括用于对探测器进行方位调整的探测器调整平台。
全文摘要
本发明涉及一种待测光学系统杂散光检测方法及杂散光检测系统，该方法包括以下步骤1)获取待测光学系统在不同视场角的像面的辐射照度；2)将待测光学系统更换为衰减片并获取含有该衰减片的辐射照度；3)根据步骤2)所得到的含有该衰减片的辐射照度获取待测光学系统在入瞳处的辐射照度；4)根据步骤1)以及步骤3)获取待测光学系统的点源透过率。本发明提供了一种能够对被测光系统杂散光抑制水平进行客观评价，避免目前采用杂散光系数评价的不确定性的待测光学系统杂散光检测方法及杂散光检测系统。
文档编号G01M11/02GK103149016SQ20131006185
公开日2013年6月12日 申请日期2013年2月27日 优先权日2013年2月27日
发明者潘亮, 张周锋, 赵建科, 徐亮, 田留德, 刘峰 申请人:中国科学院西安光学精密机械研究所