[发明专利]一种碳纳米管遮光罩的优化设计方法

摘要

一种碳纳米管遮光罩的优化设计方法，包括步骤如下一、确定遮光罩(1)的长度、直径和各挡光环的刃口位置；二、确定加权系数w1，w2的值；三、建立优化目标函数TWij；四、计算获得TWij；如果TWij>ε，ε为目标值，进入步骤五；如果TWij≤ε，获得TWij对应的α1j,α2j,...,αij,...αnj，进入步骤七；五、计算各挡光环散射光能量进入光学系统(2)的能量D1,D2,...,Dn并排序；六、对D1,D2,...,Dn中最大值对应的挡光环与光轴的夹角αij进行调整，返回步骤三；七、根据获得的各挡光环与光轴的夹角的最终值，获得各挡光环的位置。本发明解决了基于碳纳米高吸收率涂层遮光罩的设计问题，解决了目前设计方法中重杂光强度而忽略杂光分布均匀性的问题。

主权项

一种碳纳米管遮光罩的优化设计方法，其特征在于，包括步骤如下：步骤一、根据光学系统(2)的入射光瞳直径、视场角、焦距和遮光罩抑制角，确定遮光罩(1)的长度、直径和各挡光环的刃口位置，使一次散射光无法直接进入光学系统(2)内部；遮光罩(1)的长度L、直径d1由下式确定：L=dtanω1-tanω+L1]]>d1=dtanω1+tanωtanω1-tanω+2h1]]>其中，d为光学系统(2)入射光瞳直径，ω为光学系统(2)半视场角，ω1为遮光罩抑制角，L1为遮光罩(1)长度方向中的预留尺寸，h1为远离光学系统(2)的遮光罩(1)端口处的挡光环的高度和遮光罩(1)外壁厚度之和；步骤二、确定加权系数w1，w2的值；w1+w2＝1，w1≥0，w2≥0；步骤三、建立优化目标函数：TWij＝w1Eij+w2SLNUij＝f(α1j,α2j,…,αij,…αnj)，其中，αij为以第i个挡光环刃口位置为旋转中心旋转第i个挡光环到达第j个位置后，第i个挡光环与光轴的夹角；i＝1,2,3,......,n，n为正整数；j＝1,2,3,......,m，m为正整数；Eij为像面照度，Ek(ij)是将像面(3)划分为p个等大的网格后第k个网格内的照度，k＝1,2,3,......,p，p为正整数；Eave(ij)为像面(3)平均照度；步骤四、计算获得TWij；如果TWij>ε，进入步骤五，其中，ε为目标值；如果TWij≤ε，获得TWij对应的各挡光环与光轴的夹角α1j,α2j,...,αij,…αnj，进入步骤七；步骤五、计算获得第i个挡光环到达第j个位置时，各挡光环散射进入光学系统(2)的能量D1,D2,…,Di,...,Dn，并对D1,D2,…,Di,...,Dn进行排序；各挡光环散射进入光学系统(2)的能量Di＝Φ×(BRDF)2×F12(θ1i,θ2i)；其中，Φ为入射在各挡光环表面的入射辐射通量；BRDF为遮光罩(1)内部喷涂的涂层的双向散射分布函数，通过测量获得；F12(θ1i,θ2i)为光学系统(2)入射光瞳直径和各挡光环间的辐射换热角系数，θ1i为入射光瞳对第i个挡光环的立体角，θ2i为第i个挡光环对入射光瞳的立体角；步骤六、对D1,D2,…,Di,...,Dn中最大值对应的挡光环与光轴的夹角αij进行调整，αij＝αij+βj，βj为调整角；返回步骤三；步骤七、根据获得的各挡光环与光轴的夹角α1j,α2j,...,αij,…αnj最终值，获得各档光环的位置。