20世紀(jì)70年代以來(lái)，隨著軍事、地質(zhì)、測(cè)繪、環(huán)境、資源、以及宇宙探索等各項(xiàng)領(lǐng)域里越來(lái)越多地對(duì)高性能空間光學(xué)儀器的需求，雜散光問(wèn)題逐漸變的重要起來(lái)，促使人們投入大量的人力物力重新開(kāi)始研究一度被忽視而直接影響成像質(zhì)量的雜散光問(wèn)題。雜散光是指到達(dá)光學(xué)系統(tǒng)像面的非成像光，它對(duì)光學(xué)系統(tǒng)的影響是非常有害的，其直接影響表現(xiàn)在降低像面的對(duì)比度，降低像面的信噪比，并且可能會(huì)在像面產(chǎn)生光斑，直接導(dǎo)致像質(zhì)下降，在某些情況下甚至?xí)䦟?dǎo)致系統(tǒng)失效，從20世紀(jì)20年代人們就開(kāi)始了對(duì)雜散光的研究，特別是近20年的，雜光理論和雜光問(wèn)題研究要從以下幾個(gè)方面探索：雜散光輻射理論，系統(tǒng)雜光測(cè)試，雜光分析與軟件，BSDF數(shù)據(jù)，雜光抑制設(shè)計(jì)等。
本課程介紹了空間光學(xué)系統(tǒng)的雜散光來(lái)源，以及對(duì)紅外光學(xué)系統(tǒng)成像質(zhì)量的影響，在簡(jiǎn)化分析上，討論了雜散光分析的物理模型，利用已有的光學(xué)系統(tǒng)模型討論了雜散光計(jì)算和分析方法。用具體的模型說(shuō)明雜散光分析和計(jì)算假設(shè)條件，為以后利用軟件進(jìn)行雜散光分析打下基礎(chǔ)。
1. 雜散光術(shù)語(yǔ)
雜散光路徑
關(guān)鍵面和照明面
In-field 和 out-of-field 雜光
內(nèi)部和外部雜散光
雜散光控制”Move It 、Block It 、Paint/Coat It 、Clean It”
2. 基本輻射度量學(xué)-輻射
輻射度量學(xué)術(shù)語(yǔ)
• 光通量、功率、光度學(xué)與輻射度量學(xué)
• 立體角與投射立體角/亮度/強(qiáng)度/BSDF/
PST(點(diǎn)源透射比)
探測(cè)器FOV（反向光線追跡）
面紗眩光指數(shù)（VGI）
系統(tǒng)自發(fā)熱輻射的計(jì)算及分析步驟
冷反射效應(yīng)的分析與控制
3. 雜散光分析中的光線追跡
構(gòu)建雜散光模型
• 定義光學(xué)和機(jī)械幾何
• 定義光學(xué)屬性
光線追跡
• 使用光線追跡來(lái)量化收斂速度
• 瞄準(zhǔn)散射射線以增加收斂的速度
• 反向光線追跡
• 使用探測(cè)器FOV找到雜散光路徑
• 控制光線Ancestry以增加收斂速度
• 使用蒙特卡洛光線劈裂增加收斂速度
• 雜散光對(duì)MTF的影響
4. 來(lái)自RMS表面粗糙的散射
來(lái)自表面粗糙的散射
• RMS粗糙度與BSDF的關(guān)系
• 由PSD推導(dǎo)BSDF
• 擬合BSDF測(cè)量數(shù)據(jù)
來(lái)自劃痕的的散射
5. 來(lái)自顆粒污染的散射
來(lái)自球形顆粒中的散射（米氏散射理論）
顆粒密度函數(shù)模型
6. 來(lái)自黑處理表面的散射
表面涂黑處理的原理
擬合BRDF測(cè)量數(shù)據(jù)
使用已知的BSDF數(shù)據(jù)
凱塞格林望遠(yuǎn)鏡表面Aeroglaze-Z306散射模型的仿真
7. 鬼像反射、孔徑衍射
鬼像反射
• 表面鍍膜
• 表面鍍AR增透膜的仿真
孔徑衍射理論
8. 光學(xué)設(shè)計(jì)中的雜散光控制
使用視場(chǎng)光闌
減小孔徑光闌和焦平面間的幾何元件數(shù)量
使用眩光光闌（Lyot stop）
使用光瞳掩膜來(lái)阻止衍射及來(lái)自支柱的散射
使用濾光
9. 空間太陽(yáng)望遠(yuǎn)鏡（SST）消雜光分析
SST光學(xué)系統(tǒng)介紹
確定SST的一次散射面
表面散射系統(tǒng)對(duì)MTF的影響
SST系統(tǒng)消雜散光裝置的設(shè)計(jì)
10. BSDF及TIS的測(cè)量
BSDF測(cè)試（散射儀）
TIS測(cè)試
11. 擋板和冷屏的設(shè)計(jì)
主擋板和冷屏的設(shè)計(jì)
擋光環(huán)的設(shè)計(jì)
• 槽型擋光環(huán)
• 擋板擋光環(huán)最佳孔徑、深度、間隔
凱塞格林類型的擋板設(shè)計(jì)
設(shè)計(jì)反射型擋光環(huán)
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