[发明专利]一种红外测量系统自身杂散辐射的分析方法

摘要

公开了一种红外测量系统自身杂散辐射的分析方法，包括：确定所述系统中的杂散辐射源，其中，所述杂散辐射源的总个数为N个，所述杂散辐射源包括：光学元件自身的热辐射、机械结构自身的热辐射；对于第i个杂散辐射源，计算其辐射面上辐射的、且能够被探测器接收的辐射功率φi；对φi的传输过程进行分析，计算其在探测器上的辐射照度Ei；计算N个杂散辐射源在探测器上的总辐射照度E。其中，N为大于1的整数，i＝1,…N。本发明的方法能够对杂散辐射与温度的关系进行定量分析，从而可为不同温度下杂散辐射的抑制提供理论制导。进一步的，通过在不同温度下有效抑制杂散辐射，能够有效提高系统的测量精度。

主权项

1.一种红外测量系统自身杂散辐射的分析方法，其特征在于，所述方法包括：S1、确定所述系统内部的杂散辐射源；其中，所述杂散辐射源的总个数为N个；所述杂散辐射源包括：光学元件自身的热辐射、机械结构自身的热辐射；S2、对于第i个杂散辐射源，计算其辐射面上辐射的、且能够被探测器接收的辐射功率φi；S3、对φi的传输过程进行分析，计算其在探测器上的辐射照度Ei；S4、计算N个杂散辐射源在探测器上的总辐射照度E；其中，N为大于1的整数，i＝1,…N；步骤S2包括：S21、以第i个杂散辐射源表面作为物方，以该辐射面到探测器之间的光学元件作为成像光学系统，计算该成像光学系统的入瞳位置q(xe,ye,ze)、以及入瞳直径D；S22、计算该辐射面在点p(x,y,z)处的法线向量以及，计算由点p(x,y,z)出射、且过入瞳中心的主光线的方向向量其中，S23、计算所述法线向量与所述方向向量之间的夹角的余弦值S24、计算点p(x,y,z)相对入瞳的立体角Ω；式中，cosθ为主光线的方向向量与光轴的方向向量之间夹角的余弦值，S25、计算该辐射面辐射的、且能够被探测器接收的辐射功率φi；式中，S为该辐射面在yz平面上的投影区域，L为该辐射面的辐射亮度；在步骤S22中，计算该辐射面在点p(x,y,z)处的法线向量具体为：确定该辐射面的面形方程F(x,y,z)，F(x,y,z)＝my2+nz2+kx2‑2r0x＝0；计算该辐射面在点p(x,y,z)处的法线向量αN＝‑(kx‑r0)/Δ；βN＝‑(my)/Δ；γN＝‑(qz)/Δ；其中，k＝1‑e²，e为偏心率，r₀为顶点的曲率半径，m、n为判断面型的常数；在步骤S22中，主光线的方向向量具体为：α＝(xe‑x)/Δe；β＝(ye‑y)/Δe；γ＝(ze‑z)/Δe；式中，