紅外探測器光學(xué)元件表面疵病、污染可能會降低系統(tǒng)的探測性能。杜瓦中窗片、濾光片表面存在不同程度的麻點、劃痕,采用光學(xué)仿真軟件LightTools計算分析光學(xué)元件表面不同疵病等級情況下的光學(xué)參數(shù),引入雜散輻射系數(shù)和信雜比的概念對杜瓦光學(xué)特性進(jìn)行評估,合理判斷光學(xué)元件的表面疵病容限。同時仿真分析濾光片位置造成的表面疵病對杜瓦光學(xué)特性的影響。結(jié)果表明:隨著窗片、濾光片表面疵病等級增加,接收像面非均勻性增加、信號強(qiáng)度減弱,且在相同疵病等級情況下,濾光片與芯片距離越近,疵病對杜瓦光學(xué)特性影響越大,因此在杜瓦設(shè)計時必須嚴(yán)格控制光學(xué)元件表面疵病容限,并合理設(shè)置濾光片封裝位置。

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【部分圖文】：

圖1雜散光傳輸過程

光學(xué)系統(tǒng)中元件表面缺陷會影響系統(tǒng)雜散輻射性能，為了簡化雜散光傳輸過程，可以將該過程分解為各個微小面元之間的傳輸，而且任意兩個面元之間的雜光傳輸均符合輻射傳遞理論圖[6]如圖1所示。圖中的面元dAs和dAc分別是輻射能量傳輸過程中的發(fā)射面元和接收面元，Rsc為中心傳輸距離，θs....

圖2紅外探測器杜瓦仿真結(jié)構(gòu)示意圖

分析窗片、濾光片表面無疵病的理想情況下的成像特性參數(shù)。該仿真設(shè)置光源輻射功率10W，光譜選用黑體溫度300K，追跡光線條數(shù)1×108條，閾值1×10-6。由于冷屏內(nèi)表面、窗座內(nèi)表面采用發(fā)黑工藝，其具有一定發(fā)射率，故設(shè)置內(nèi)表面為發(fā)射體，黑體輻出度M駐λ和輻射亮度L駐λ可以用公式....

圖3仿真后光路圖

根據(jù)上述公式采用MATLAB計算出中波300K時黑體輻出度3.9528×10-4W/cm2,77K時黑體輻出度2.4526×10-17W/cm2。仿真后光路圖如圖3所示。為了評估到達(dá)探測器的雜散輻射，引入雜散輻射系數(shù)和信雜比[7]的概念，雜散輻射系數(shù)定義為到達(dá)芯片雜散....

圖4光線路徑

式中：PS為到達(dá)探測器像面的信號光功率。信雜比不僅與雜散輻射大小有關(guān)，還與信號強(qiáng)弱有關(guān)。對像面雜散光進(jìn)行計算分析，像面非均勻性為2.98%，信號占比95.21%；根據(jù)公式(7)、(8)計算可得系統(tǒng)雜散輻射系數(shù)V=4.79%，信雜比SCR=19.89。成像光線路徑、雜散輻射路徑如圖....

本文編號：3934607