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在空间低温背景环境中,来自光学系统外部的背景辐射极少,光学系统自身的热辐射有可能成为探测器背景辐射的主要来源。光学系统自身热辐射一方面提高了背景的相对温度,增大了时域噪声;另一方面光学系统自身热辐射的变化还有可能造成像面上背景辐照度的非均匀变化,增大了空域噪声。两者都会使系统信噪比降低,导致探测距离下降。本文通过对光学系统自身热辐射的建模分析和试验验证,得到了光学系统自身热辐射在探测器像面上的照度及分布情况,建立了光学系统自身热辐射的分析方法,对红外光学系统抑制自身热辐射设计具有重要的参考意义。 论文的主要内容有: 首先,介绍了光学系统自身热辐射的研究背景及国内外的研究动态,分析了光学系统自身热辐射对空间低温背景条件下目标探测的影响,明确了研究的必要性。 然后,介绍了光学系统杂散辐射的研究方法,并借鉴杂散辐射分析的方法建立了光学系统自身热辐射的仿真模型,对仿真中的各个环节进行了介绍和分析,总结出了光学系统自身热辐射的仿真流程。 其次,以某折反式光学系统为例,对其自身热辐射进行了仿真计算,得到了各表面热辐射在像面上的辐射功率及分布情况,并结合光学系统各部分温变数据,确定了对图像非均匀变化贡献最大的表面。通过对模型的深入分析,提取了该表面热辐射到达像面的辐射路径。 最后,设计了验证试验,通过仿真数据与试验数据的对比,验证了仿真模型的有效性。根据模型仿真结果提出了抑制光学系统自身热辐射的措施,包括在主镜外缘加挡光环、加内遮光罩和遮光罩外包裹保温膜等措施。通过几种状态下试验数据的对比,验征了所采取措施的有效性。