摘要：雜散光會(huì)降低成像對(duì)比度、降低信噪比，是影響空間光學(xué)遙感器成像質(zhì)量的重要因素。本文利用 OptisWorks 軟件對(duì)某 R‐C 系統(tǒng)相機(jī)進(jìn)行雜散光分析，通過對(duì)相機(jī)整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行建模和光線追跡,并進(jìn)行光線逆向追跡功能明確雜散光來源，為消除雜散光提供依據(jù)。  

關(guān)鍵詞：雜散光分析；光線追跡  

1.引言 

隨著航天技術(shù)的迅速發(fā)展，在空間光學(xué)遙感領(lǐng)域中，無論軍事還是民用領(lǐng)域?qū)�光學(xué)系統(tǒng)的成像質(zhì)量提出了較高的要求�？臻g光學(xué)系統(tǒng)中的雜散光是影響像質(zhì)的重要因素，所以消除雜散光成為了空間光學(xué)系統(tǒng)的重要課題。

雜散光是指達(dá)到光學(xué)系統(tǒng)的像面的非成像光線,主要由光學(xué)表面間的多次反射及非光學(xué)表面的反射、散射引起。其影響表現(xiàn)在降低像面的對(duì)比度，降低像面的信噪比，并且可能會(huì)在像面上產(chǎn)生光斑，導(dǎo)致像面質(zhì)量下降，在某些情況下甚至?xí)��?dǎo)致系統(tǒng)失效。

雜散光按照來源有三種：第一，來源于光學(xué)系統(tǒng)外的雜散光，例如太陽光、地球表面散射等進(jìn)入系統(tǒng)內(nèi)部進(jìn)過反射、折射、衍射到達(dá)探測器，此類雜光稱為外部雜散光；

第二，來源于光學(xué)系統(tǒng)內(nèi)部的輻射，例如系統(tǒng)內(nèi)部溫度較高的部件，此類雜光稱為內(nèi)部雜散輻射；第三，成像光線經(jīng)非光路表面散射或光經(jīng)過非正常傳播而進(jìn)入探測面，此類稱為成像雜光。 

由于雜散光對(duì) R‐C系統(tǒng)的影響較大,所以為減少雜散光對(duì)系統(tǒng)的影響， 需設(shè)計(jì)外遮光罩、主次鏡遮光罩等。外遮光罩的作用是可以有效的遮擋外界大角度雜散光入射到光學(xué)系統(tǒng)中，也可以增加遮光罩的長度來抑制雜散光。根據(jù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求，可用軟件進(jìn)行建模和模擬，確定一次散射表面和雜散光路徑，以此為依據(jù)設(shè)計(jì)主次鏡遮光罩。通常，主次鏡遮光罩的內(nèi)表面會(huì)成為一次散射表面，所以還需設(shè)計(jì)擋光環(huán)來減小一次散射表面。同時(shí)也可以增加外遮光罩的長度來抑制小角度的雜散光。 

本文中的 R‐C雙反射加校正鏡系統(tǒng)是典型的雙反射鏡系統(tǒng)，具有大口徑、無色差、寬譜段無軸外像差的特點(diǎn)。

本文利用 OptisWorks 軟件的雜散光分析模塊對(duì) R‐C 系統(tǒng)內(nèi)部進(jìn)行雜散光分析。首先在相機(jī)窗口前放置一個(gè)面光源，使發(fā)光角度可以覆蓋所有可能直接或間接進(jìn)入到相機(jī)的光線角度，再對(duì)整個(gè)相機(jī)結(jié)構(gòu)進(jìn)行光路仿真，在像面得到一幅照度圖，同時(shí)可以從中得到各種光路的路徑及能量百分比。根據(jù)不同路徑的照度圖，再對(duì)像面中的雜散光進(jìn)行逆向追跡，可追跡到雜散光的傳播路徑及雜散光來源，為系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供依據(jù)。 

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