摘要：雜散光會降低成像對比度、降低信噪比，是影響空間光學遙感器成像質(zhì)量的重要因素。本文利用 OptisWorks 軟件對某 R‐C 系統(tǒng)相機進行雜散光分析，通過對相機整體結(jié)構(gòu)進行建模和光線追跡,并進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，在空間光學遙感領(lǐng)域中，無論軍事還是民用領(lǐng)域?qū)�光學系統(tǒng)的成像質(zhì)量提出了較高的要求。空間光學系統(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系統(tǒng)的重要課題。

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

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

第二，來源于光學系統(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)過非正常傳播而進入探測面，此類稱為成像雜光。 

由于雜散光對 R‐C系統(tǒng)的影響較大,所以為減少雜散光對系統(tǒng)的影響， 需設(shè)計外遮光罩、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)計要求，可用軟件進行建模和模擬，確定一次散射表面和雜散光路徑，以此為依據(jù)設(shè)計主次鏡遮光罩。通常，主次鏡遮光罩的內(nèi)表面會成為一次散射表面，所以還需設(shè)計擋光環(huán)來減小一次散射表面。同時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。

本文利用 OptisWorks 軟件的雜散光分析模塊對 R‐C 系統(tǒng)內(nèi)部進行雜散光分析。首先在相機窗口前放置一個面光源，使發(fā)光角度可以覆蓋所有可能直接或間接進入到相機的光線角度，再對整個相機結(jié)構(gòu)進行光路仿真，在像面得到一幅照度圖，同時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，再對像面中的雜散光進行逆向追跡，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)計提供依據(jù)。 

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