非均勻污染對卡塞格倫光學系統(tǒng)的影響研究.pdf

1、空間污染對衛(wèi)星可靠性和壽命造成嚴重影響，暴露在空間環(huán)境中、工作在低溫下的光學系統(tǒng)是主要污染對象。污染物會使光學元件光能傳遞質(zhì)量降低，從而影響整個光學系統(tǒng)的性能。對于在污染源附近的光學系統(tǒng)，其光學元件上污染物的分布是非均勻的，越靠近污染源污染物沉積量越大。所以作為航天器上最常用到的卡塞格倫光學系統(tǒng)，主鏡和次鏡容易受到空間環(huán)境的非均勻污染，系統(tǒng)的成像質(zhì)量隨污染沉積量的變化而變化。本論文從以上問題角度出發(fā)，主要完成了以下幾方面的研究工作：

2、r>　　1.針對空間環(huán)境中存在的污染物，分析卡塞格倫光學系統(tǒng)可能出現(xiàn)的污染情況。介紹了均勻污染對空間光學系統(tǒng)影響的分析模型，并推導了非均勻污染對空間光學系統(tǒng)影響的分析模型。
　　2.針對卡塞格倫光學系統(tǒng)，給出了不同污染程度下的非均勻污染分析模型，并進行了仿真分析。
　　卡塞格倫光學系統(tǒng)被輕度污染時，污染物看作是由不透明的污染顆粒組成，分析污染顆粒點陣分布對卡塞格倫光學系統(tǒng)的影響。根據(jù)巴俾涅原理，從衍射理論出發(fā)可得到點陣分布的

3、污染顆粒在主鏡和次鏡焦平面處的強度點擴散函數(shù)。通過模型仿真得到不同顆粒間距時，主鏡和次鏡像面光強度的分布圖，并分析圖像質(zhì)心、峰值變化規(guī)律。
　　卡塞格倫光學系統(tǒng)被重度污染時，系統(tǒng)的反射率會發(fā)生變化，分別分析了非均勻污染的主鏡和次鏡反射率變化對像面上光強的影響，并建立數(shù)學模型。
　　3.設計并完成了非均勻污染對光學系統(tǒng)的影響模擬實驗，包括重度污染和輕度污染兩種情況，并分析非均勻污染對光學元件的影響規(guī)律。通過透鏡受污染的實驗結(jié)果