[发明专利]消杂光遮光系统

说明书

本发明提供一种消杂光遮光系统，包括在同一光轴上依次设置的一级遮光罩、二级遮光罩；一级遮光罩包括与光轴垂直设置的一级挡光环组，一级挡光环组包括M个一级挡光环，M个挡光环依次设置在一级遮光罩的镜筒内；二级遮光罩包括与光轴倾斜设置的二级挡光环组，二级挡光环组包括N个二级挡光环，N个挡光环依次设置在二级遮光罩的镜筒内。本发明所提供的消杂光遮光系统在有限的空间内将太阳离轴角为45°时，入射杂散辐射抑制到系统探测地球辐射的0.05％，具有高杂光抑制比，增加地球辐射观测时长，并且节约发射成本。

技术领域

本发明属于光学系统设计技术领域，具体涉及一种消杂光遮光系统。

背景技术

地球辐射收支定量地解释了地气系统与外界环境存在的辐射能量不平衡，影响着天气和气候的变化。地球辐射仪通过测量入射太阳辐射、地球发射辐射、反射太阳辐射以实现获取地球辐射不平衡值的目的。在测量辐射信号时，外部杂散辐射将降低观测系统信噪比，甚至完全淹没观测信号导致观测系统失效，成为影响测量精度的关键因素。在观测过程中，太阳会不可避免地出现在望远系统视场内，系统所能观测到的地球辐射信号较弱，而太阳杂散辐射约为其10⁵倍，会完全淹没探测信号，需将其抑制为探测信号的0.05％。

现有技术中，地球辐射收支仪主要采用区域扫描的形式进行地球辐射观测，杂散辐射抑制要求不高，多采用一级遮光罩和其内部布置垂直挡光环的方法进行杂散光的抑制。但这种形式遮光罩难以满足杂光抑制需求并且系统所需体积很大。并且现有技术中，地球辐射收支仪并未采用二级遮光罩进行杂散辐射抑制，针对卡塞格林系统，多采用将一级遮光罩，主次镜筒间分布挡光环与内遮光罩进行组合，实现系统的强杂散辐射抑制能力，并且主要采用垂直挡光环，后向散射抑制能力较弱，消光能力有待提高。

发明内容

本发明克服现有技术的不足，本发明提供一种消杂光遮光系统，从而在现有的卡塞格林式光学系统的基础上进一步改进内部消杂光结构，实现更高得抑制杂散光能力。

本发明提供一种消杂光遮光系统，包括在同一光轴上依次设置的一级遮光罩、二级遮光罩；其中，

一级遮光罩包括与光轴垂直设置的一级挡光环组，一级挡光环组包括M个一级挡光环，M个一级挡光环依次设置在一级遮光罩的镜筒内；

二级遮光罩包括与光轴倾斜设置的二级挡光环组，二级挡光环组包括N个二级挡光环，N个二级挡光环依次设置在二级遮光罩的镜筒内；其中，M≥6，N≥7；

光束依次经过一级遮光罩、二级遮光罩消除杂光后入射至光学系统。

进一步地，二级挡光环与二级遮光罩的镜筒的夹角大于入射光束与光轴的夹角。

进一步地，二级挡光环与二级遮光罩的镜筒的夹角为76°～90°。

进一步地，二级挡光环的刃口锥角为0°～45°。

进一步地，最靠近光学系统的一级挡光环的刃口方向背向光学系统，其他一级挡光环刃口方向均朝向光学系统；所有二级挡光环的刃口方向朝向光学系统。

进一步地，一级遮光罩和二级遮光罩的长度分别满足公式(1)和(2)：

其中，ω表示消杂光遮光系统的半视场角，θ表示太阳离轴角，D_o表示消杂光遮光系统的入瞳直径，L₁表示一级遮光罩的长度，L₂表示二级遮光罩的长度，D₁表示一级遮光罩的入光口径，D₂表示二级遮光罩的入光口径。

进一步地，一级挡光环和二级挡光环，根据入射光束的角度不等距的设置在一级遮光罩内和二级遮光罩内。

进一步地，还包括圆锥筒形的内遮光罩，内遮光罩设置在光学系统中主镜的中心孔前端。