利用optisworks对红外热像仪进行内部杂散光分析_杨开宇

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1、第32卷第8期红外技术Vol.32No.82010年8月InfraredTechnologyAug.2010利用OptisWorks对红外热像仪进行内部杂散光分析杨开宇，王飞宇，金宁，杨绍明（昆明物理研究所，云南昆明650223）摘要：用OptisWorks光机仿真软件，对Catherine-FC热像仪的内部杂散光进行仿真分析，计算了系统内部各主要部件的表面辐射能量，并针对该产品的设计特点，分析计算了4种情况下的内部杂散光大小和2种情况下的像面照度分布情况，也分析了5个表面发射率值对应的像面杂光通

2、量，使我们进一步了解到，在FC热像仪中，异形冷屏和球面反射镜组合在抑制内部杂光方面起到不可替代的作用，为类似红外系统的设计，提供了一种新的途径和思路。关键词：OptisWorks；内部杂散光；异形冷屏；球面反射镜中图分类号：TN216文献标识号：A文章编号：1001-8891(2010)08-0443-06AnalysisofInteriorStrayLightforInfraredThermalImagerbyOptisWorksYANGKai-yu，WANGFei-yu，JINNing，YAN

3、GShao-ming(KunmingInstituteofPhysics,Kunming650223,China)Abstract：ByapplyingstraylightanalysissoftwareOptisWorks,wesimulatetheCatherine-FCinfraredthermalimagingdeviceforanalysisofinteriorstraylight.Theheatradiationfromtheinteriormechanicalsurfacesisca

4、lculated.Accordingtocharacteristicsoftheproduct,fluxvaluesofinteriorstraylightinfourdifferentconditionsandirradiancedistributingontheimageplaneintwodifferentconditionsarecomputedandanalyzed,andthenradiantfluxontheimageplaneforfivedifferentvaluesofsurf

5、aceemissivityarecomputedandanalyzedaswell.Itenhancesourrealizationthattheconjugationofabnormallyshapedcoldshieldandsphericalreflectivesurfacehasindispensableeffectsoninteriorstraylightsuppression,andprovideanewapproachandideaforthedesignofsimilarinfra

6、redsystems.Keywords：OptisWorks，interiorradiation，abnormallyshapedcoldshield，sphericalreflectivesurface要因素，必须引起高度重视，本文对此开展粗浅的分引言析。红外光机系统杂散光是指系统中到达探测器像1热像仪OptisWorks光机结构模型的建立面上的非目标辐射能，以及经过非正常光路到达探测器的目标辐射能。主要分为外部杂散光、内部杂散光本文采用OptisWorks光机仿真分析软件对法国和成像杂散光。内

7、部杂散光为红外系统特有，来源于Catherine-FC红外热像仪光机系统进行内部杂散光分系统内部构件如伺服控制电机、温控热源以及温度较析。OptisWorks是在SolidWorks工作环境下运行的一高的红外探测器组件制冷机等产生的红外辐射（尤其种杂散光分析软件，基于蒙特卡罗法进行光线追迹计是3～15µm包括中波红外和长波红外波段），经过系算。其基本思想是：把杂散光看作大量相互对立的、统表面的反射、折射或衍射传播而进入探测器，形成带有相同能量的射线。光线按照一定的概率分布随机内部杂散辐射。所以，对

8、于红外波段，光学系统在实地选择发射的位置和方向，在传播过程中遇到构件表现各自功能的同时，本身也要产生杂散辐射，光机内面时，也按不同的概率分布随机地选择是吸收、透射、部结构热辐射成为一个必须考虑的因素。因此，红外镜向反射、还是散射。跟踪一条光线，直到它被吸收、[1-3]光学系统杂散光的研究比较复杂。随着探测器性能逸出系统、或到达像面。追迹足够数量光线，就可以的提高，内部杂散光已经成为影响热像仪灵敏度的重统计出像面上的杂散光能量分布；追迹的光线数量越收稿日期：2010-05-17；修订