[發明專利]一種短波紅外鏡頭雜散輻射的檢測方法

有效

• 申請號: 201510901175.4
• 申請日: 2015-12-05
• 公開（公告）號: CN105547649B
• 公開（公告）日: 2019-03-12
• 發明（設計）人: 任國棟;趙延;蘭衛華;張良
• 申請（專利權）人: 中國航空工業集團公司洛陽電光設備研究所
• 主分類號: G01M11/02
• 分類號: G01M11/02
• 代理公司: 鄭州睿信知識產權代理有限公司 41119
• 代理人: 胡泳棋

本發明涉及一種短波紅外鏡頭雜散輻射的檢測方法，通過測量紅外鏡頭的雜散輻射系數，獲取紅外鏡頭的光學結構和參數，并將所述鏡頭的光學結構導入雜散光分析軟件中，建立該鏡頭的光機結構模型。依據所建立的光機結構模型，搜尋該鏡頭各表面的“關鍵表面”以及不同光線入射角對應的“照明表面”；檢測出所建模型中既存在“關鍵表面”又存在“照明表面”的部分，表明這所建立的模型在這個角度有雜散輻射傳輸路徑的存在，根據檢測得到的雜散輻射傳輸路徑采取對應的抑制措施。本發明實現更為全面準確的分析紅外鏡頭產生的雜散輻射，有助于后期進行更為有針對性的準確的抑制措施，進而最大程度消除雜散輻射對紅外鏡頭的影響。

技術領域

本發明涉及一種短波紅外鏡頭雜散輻射的檢測方法，屬于光機仿真的技術領域。

背景技術

短波紅外成像鏡頭接收視場內景物反射的短波紅外光，如大部分自然物體，和高溫目標的自輻射光，如太陽、高溫尾焰等，并將其成像在探測器上。從波段范圍來說，接近可見光波段而具有一定相通性，但又屬于紅外系統而具有能量輻射的特征。雜散光是光學系統中非正常傳輸光的總稱，產生于漏光、透射光學表面的殘余反射、鏡筒內壁等非光學表面的殘余散射，以及由于光學表面質量問題產生的散射光。對于紅外光學系統還有因系統自身熱輻射產生的雜散光。紅外成像系統中的雜散輻射會降低像面的對比度和調制傳遞函數，使整個像面的層次減少、清晰度變壞、能量分布混亂甚至形成雜光斑點，嚴重時使目標信號完全被雜散輻射噪聲所淹沒。

隨著紅外探測器的響應能力日益提高，其對微弱輻射的探測能力越來越強。因此紅外成像系統的雜散輻射問題成為影響系統成像質量的重要因素。對于紅外系統，雜散光的來源主要包括四類：第一類是外部雜散光，是由外部點光源產生，如太陽、月亮等，經反射、散射或直接照射到光學系統入口面并傳遞到探測器靶面。第二類是視場內亮背景引起的雜散光，背景輻射是紅外系統必須接收到的輻射。例如：白天，天空背景的紅外輻射是散射太陽光和大氣熱輻射的組合。夜間，是散射的月光和大氣的熱輻射的組合。第三類是由于設計、污染或制造原因引起，光學窗口、透鏡、反射鏡等光學元件對視場內目標光線的不正常光路傳輸或者散射形成的雜散光。第四類是探測系統自身熱輻射產生的雜散輻射，稱為內部雜散光。

傳統的紅外系統雜散輻射分析技術多是針對大口徑、遮擋要求嚴格、工作在中長波段的反射式紅外成像系統，如《紅外與激光工程》第36卷第3期，第300-304頁所述的，岑兆豐等人對典型的長波卡塞格林折反式照相物鏡進行了詳細的雜散光分析。對于可見光系統，鬼像分析作為其雜散光的主要代表，在一些光學設計軟件，如CODE V中得到了極大的發展，但其僅僅涉及到透鏡表面的二次反射形成光斑，甚至成像。因此，尋找便捷有效的紅外雜散輻射的檢測方法很有必要。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提出了一種短波紅外鏡頭雜散輻射的檢測方法，本發明提出了一種檢測效果更為優秀全面的紅外鏡頭雜散輻射的檢測方法。

本發明是通過如下方案予以實現的：

一種短波紅外鏡頭雜散輻射的檢測方法，其特征在于，步驟如下：

步驟1，測量紅外鏡頭的雜散輻射系數，獲取紅外鏡頭的光學結構和參數，并將所述鏡頭的光學結構導入雜散光分析軟件中，建立該鏡頭的光機結構模型；

步驟2，依據步驟1所建立的光機結構模型，從模型中鏡頭表面的像面位置建立和像面同樣大小的面光源進行反向光線追跡，將其中所有能被面光源照到的表面作為“關鍵表面”；然后，對光機結構模型中鏡頭表面分別采用不同入射角的平行光源進行正向光線追跡，追跡時要保證平行光源能夠覆蓋鏡頭的入瞳，將其中不同角度的光線入射時都能被照到的表面作為“照明表面”；

步驟3，檢測出所建模型中既存在“關鍵表面”又存在“照明表面”的部分，表明該鏡頭表面有雜散輻射傳輸路徑存在，根據檢測得到的雜散輻射傳輸路徑對該鏡頭采取對應的抑制措施。