[发明专利]一种红外光学系统全光机表面的内部杂散辐射的计算方法

权利要求书

1.一种红外光学系统全光机表面的内部杂散辐射计算方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、建立红外光学系统的光机模型，并对光学元件的材料及光机表面特性进行定义；

步骤2、在光机模型探测器位置处设置逆向追迹光源；

步骤2.1、在探测器上所要计算的像面位置处设置光源，光源面积等于所要计算的像面面积，光源辐射亮度L为光源面积S₁的倒数；

步骤2.2、设置光源的光线角度，令光源的光线充满整个立体角半球空间，使得探测器周围所有光机表面均被光源所照射；

步骤3、进行逆向追迹；

步骤3.1、进行逆向追迹，结合步骤1定义的光学元件的材料及光机表面的特性，可得到光机模型中，自发杂散辐射可直接到达探测器的任意光机表面i所接收的辐射通量P_i；

步骤3.2、通过下式定义P_i：

式中，θ_i1为光源与光机表面的法线与传输路径的夹角，θ_i2为任意光机表面i的法线与传输路径的夹角，r_i为光源到任意光机表面i的传输路径的距离，τ_i为光源到任意光机表面i传输路径的透过率，S_i为任意光机表面i的面积，Ω_i为任意光机表面i对光源所张立体角；

步骤4、确定红外光学系统所有光机表面的杂散辐射；

步骤4.1、任意光机表面i产生的自发杂散辐射经过传输，被探测器所接收到的辐射照度E_i为：

式中，Φ_i为任意光机表面i被探测器所接收到的辐射通量，ε_i为任意光机表面i的发射率，L(T)为温度为T的黑体辐射亮度；

步骤4.2、红外光学系统中，自发杂散辐射可直接到达探测器的所有光机表面产生的自发杂散辐射经过传输，被探测器所接收到的辐射照度为：

其中，n为红外光学系统中，自发杂散辐射可直接到达探测器的所有光机表面的数量。

2.根据权利要求1所述的红外光学系统全光机表面的内部杂散辐射计算方法，其特征在于：步骤2中所述所要计算的像面为探测器上的某个像元或探测器整个像面。

3.根据权利要求2所述的红外光学系统全光机表面的内部杂散辐射计算方法，其特征在于：步骤2中所述光源为朗伯体光源。

4.根据权利要求1所述的红外光学系统全光机表面的内部杂散辐射计算方法，其特征在于：步骤1中所述光机表面特性包括光机表面的反射率、透过率、发射率及散射特性。