地基太阳望远镜光学系统的红外杂散光分析

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1、分类号密级公开编号碎士研究摩傈俗式题目地基太阳望远镜光学系统的幻：外杂散光分析学院所、中心）物理科学技术学院专业名称光研究生姓名丰琪学号导师姓名杨睿职称副教授年月论文独创性声明及使用授权本论文是作者在导师指导下取得的研宄成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，不存在剽窃或抄袭行为。与作者一同工作的同志对本研宄所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。现就论文的使用对云南大学授权如下：学校有权保留本论文含电子版），也可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文；学校有权公布论文的全部或部分内容，可以将论文用

2、于查阅或借阅服务；学校有权向有关机构送交学位论文用于学术规范审查、社会监督或评奖；学校有权将学位论文的全部或部分内容录入有关数据库用于检索服务。内部或保密的论文在解密后应遵循此规定）研宄生签名：导师签名：日期：她（丨名摘要摘要由于中、远红外波段是最后一个未被开发的太阳物理观测窗口，其中蕴含着诸多未知的观测机遇。而红外太阳实测在其探测目标和背景噪声方面较可见光波段有很大的特殊性，因此，在红外太阳望远镜的研制和发展过程中，对系统红外杂散光的影响进行分析评估，以及采取对其有效抑制的措施成为提高红外天文观测信噪比的迫切需要解决的问题和关键技术。本论文针对地基太阳望远镜

3、光学系统的红外杂散光问题，主要做了以下工作：全面分析了地基太阳望远镜的杂散光来源，按红外杂散光的来源将其分为三类：外部杂散光、系统热辐射杂散光和非成像路径杂散光；并对各类杂散光的传播途径进行了分析，确定了理论模型和分析方法。对外部杂散光来源，分别模拟计算了来自太阳和大气在三个大气窗口的红外背景辐射在系统像面上所造成的背景噪声。结果表明，外部红外杂散光将是系统红外背景噪声的主要来源，特别是在近红外波段。对环境温度及太阳辐射作用导致系统温度升高而造成的系统内部热辐射杂散光，主要模拟了尺寸较大的主镜和次镜的热辐射产生的杂散光，并对环形结构和全孔径结构反射镜的热辐射杂

4、散光进行了比较分析。结果表明，随着红外窗口向长波段移动，环形结构的主镜和次镜的热辐射杂散光越来越显著，中远红外波段的热辐射杂散光将比近红外波段提高个数量级；其中主镜的热辐射杂散光又比次镜的高个数量级；比较不同反射镜结构，环形主镜和环形次镜的热辖射杂散光分别比其全孔径结构降低约倍，更有利于系统自身热辐射的抑制。对非成像路径的杂散光主要进行了光学系统的衍射杂散光和散射杂散光的分析。其中视场光阑边缘产生了较可见光波段而言更为显著的红外衍射杂散光，且随入射光强度的增大而增大，形成对红外系统成像影响很大的杂散光背景；对于元件表面散射作用造成的杂散光而言，通过对镜面采用不

5、同散射模型的模拟，结果表明，镜面的散射对杂散光贡献量没有太大的影响。综合分析地基太阳望远镜的各类红外杂散光水平，分析得出系统中的关摘要键红外杂散光来源，在波段外部杂散光是系统中的关键红外杂散光来源；波段三种杂散光都是系统红外杂散光的重点来源；波段自身热辐射杂散光高出其它两类杂散光将近一个量级，其变为需要重点抑制的对象。同时论文对需要重点抑制的杂散光来源进行了相关抑制措施的讨论。关键词：地基太阳望远镜；红外杂散光分析；红外辐射理论；非序列光线追迹法红外杂散光抑制AbstractAbstractForthemid-infraredandfar-infraredba

6、ndarethelastuntappedsolarphysicsobservationwindows，，，，Abstractmovingtolongwavelength,thisvalueofmiddleandfarinfraredisimproved2-3ordersofmagnitudethannearinfrared.Whiletheprimarymirror'svalueisalso2-3higherordersthanthesecondarymirror's-Comparingdiferentstructureofmirror，，，，目录目录摘要親地

7、基太阳望远镜的红外杂散光研究背景及意义国内外对杂散光的研究现状地基太阳望远镜红外杂散光的分析方法研宄内容第二章地基太阳望远镜红外杂散光分析的基本理论物体热辐射理论基础黑体辐射定律普朗克公式维恩位移定律斯蒂芬玻尔兹曼定律灰体辐射定律红外系统表面的杂散光传播特性双向散射分布函数地基太阳望远镜的杂散光来源地基太阳望远镜光学系统结构系统视场外杂散光来源系统热辖射杂散光来源非成像路径杂散光地基太阳望远镜红外杂散光的危害树第三章利用进行红外太阳望远镜杂散光的模拟仿真目录地基太阳望远镜的非序列模式外部红外杂散光太阳红外杂散光大气红外杂散光外部杂散光结果分析系统自身热辐射环形

8、结构反射镜的自身热辐射全孔径结构反射镜