【摘 要】
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建立并提出了空间红外光学系统热控温度对光学系统性能的影响分析模型及方法。首先在有限元分析基础上,利用Zernike多项式表征热力学环境引起的光学表面形变,并考虑到温度对
【机 构】
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哈尔滨工业大学空间光学工程研究中心,
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建立并提出了空间红外光学系统热控温度对光学系统性能的影响分析模型及方法。首先在有限元分析基础上,利用Zernike多项式表征热力学环境引起的光学表面形变,并考虑到温度对材料折射率的影响,完善了光学系统传递函数(MTF)分析模型,利用该模型可得出MTF在热力学和惯性载荷作用下的变化规律;然后从热辐射传输机理出发,建立了融入光学系统自身辐射的背景辐射计算模型,利用该模型可实现光学表面自身热辐射在像面产生辐照度的分析计算,从而提出了红外光学系统性能分析方法。最后针对实际空间红外光学系统,开展了系统性能随热控温度变化的分析实验。结果表明:当将系统热控温度设置为10℃时,可实现背景辐射下降48.6%的同时,光学系统MTF降低30%的应用需求。模型与方法可用于红外光学系统背景辐射水平和成像质量变化规律的研究,并应用于最佳热控温度的优化选择,为空间红外光学系统热控设计提供理论指导。
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