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光学系统杂散光建模与材料选型优化

📚 共计 30 章节

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杂散光概述

什么是杂散光、杂散光的危害、杂散光研究的意义。

杂散光来源分析

系统内部散射源、系统外部杂散光源、表面粗糙度与颗粒散射。

杂散光传播路径

一次散射路径、多次散射路径、鬼像路径分析。

辐射度学基础

辐射通量、辐射强度、辐射亮度、辐射照度及其在杂散光中的应用。

辐射度基础

双向散射分布函数（BSDF）

BSDF定义、测量方法、常见模型（ABg、Harvey-Shack）。

表面散射特性

镜面反射与漫反射、表面粗糙度对散射的影响、BRDF与BTDF。

杂散光抑制设计原则

光阑设计、挡光环设计、遮光罩设计原则。

遮光罩设计

遮光罩类型、几何尺寸计算、多层挡光环设计。

遮光罩几何

孔径光阑、视场光阑、Lyot光阑的作用与设计。

挡光环设计

挡光环的几何参数、位置优化、抑制效率评估。

挡光环优化

表面处理技术

黑色阳极氧化、黑色涂料、蚀刻与发黑处理。

光学镀膜对杂散光的影响

增透膜、高反膜、滤光片的杂散光特性。

机械结构设计

避免镜面反射结构、螺纹与接缝处理、迷宫密封设计。

杂散光软件仿真基础

常见软件介绍（TracePro、LightTools、FRED）、仿真流程。

TracePro软件入门

软件界面、光源设置、表面属性定义、探测器设置。

LightTools软件入门

软件界面、建模基础、光线追迹设置、分析工具。

LightTools建模

杂散光仿真建模

几何模型导入、表面属性赋值、光源与探测器布置。

光线追迹与路径分析

正向追迹、反向追迹、关键路径识别。

杂散光评价指标

点源透过率（PST）、杂散光系数、鬼像能量比。

点源透过率（PST）分析

PST定义、仿真计算方法、实验测量方法。

鬼像形成机理、双透镜鬼像计算、多表面鬼像仿真。

杂散光实验测量

暗室搭建、光源与探测器选择、测量步骤。

PST实验测量

测量装置搭建、校准方法、数据处理与误差分析。

杂散光抑制效果评估

仿真与实验对比、抑制因子计算、优化迭代。

典型光学系统杂散光分析

折射式系统、反射式系统、折反式系统。

空间光学系统杂散光抑制

星载相机、太阳遮挡器、深空探测应用。

红外系统杂散光问题

冷反射效应、热辐射杂散光、低温光学设计。

红外冷反射

激光系统杂散光问题

后向散射、光学损伤、防护设计。

杂散光问题诊断与排查

常见问题类型、故障树分析、案例复盘。

课程总结与工程实践

设计流程回顾、最佳实践、未来发展趋势。