非均勻污染對(duì)卡塞格倫光學(xué)系統(tǒng)的影響研究.pdf

1、空間污染對(duì)衛(wèi)星可靠性和壽命造成嚴(yán)重影響，暴露在空間環(huán)境中、工作在低溫下的光學(xué)系統(tǒng)是主要污染對(duì)象。污染物會(huì)使光學(xué)元件光能傳遞質(zhì)量降低，從而影響整個(gè)光學(xué)系統(tǒng)的性能。對(duì)于在污染源附近的光學(xué)系統(tǒng)，其光學(xué)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(xué)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(duì)空間環(huán)境中存在的污染物，分析卡塞格倫光學(xué)系統(tǒng)可能出現(xiàn)的污染情況。介紹了均勻污染對(duì)空間光學(xué)系統(tǒng)影響的分析模型，并推導(dǎo)了非均勻污染對(duì)空間光學(xué)系統(tǒng)影響的分析模型。
　　2.針對(duì)卡塞格倫光學(xué)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(jìn)行了仿真分析。
　　卡塞格倫光學(xué)系統(tǒng)被輕度污染時(shí)，污染物看作是由不透明的污染顆粒組成，分析污染顆粒點(diǎn)陣分布對(duì)卡塞格倫光學(xué)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(diǎn)陣分布的

3、污染顆粒在主鏡和次鏡焦平面處的強(qiáng)度點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)。通過模型仿真得到不同顆粒間距時(shí)，主鏡和次鏡像面光強(qiáng)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(xué)系統(tǒng)被重度污染時(shí)，系統(tǒng)的反射率會(huì)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(duì)像面上光強(qiáng)的影響，并建立數(shù)學(xué)模型。
　　3.設(shè)計(jì)并完成了非均勻污染對(duì)光學(xué)系統(tǒng)的影響模擬實(shí)驗(yàn)，包括重度污染和輕度污染兩種情況，并分析非均勻污染對(duì)光學(xué)元件的影響規(guī)律。通過透鏡受污染的實(shí)驗(yàn)結(jié)果