消杂光遮光系统技术方案

本发明专利技术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。本发明专利技术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

【技术实现步骤摘要】
消杂光遮光系统


[0001]本专利技术属于光学系统设计
，具体涉及一种消杂光遮光系统。

技术介绍

[0002]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％。
[0003]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。

技术实现思路

[0004]本专利技术克服现有技术的不足，本专利技术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。
[0005]本专利技术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，
[0006]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；
[0007]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；
[0008]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。
[0009]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。
[0010]进一步地，二级挡光环与二级遮光罩的镜筒的夹角为76
°
～90
°
。
[0011]进一步地，二级挡光环的刃口锥角为0
°
～45
°
。
[0012]进一步地，最靠近光学系统的二级挡光环的刃口方向背向光学系统，其他二级挡光环刃口方向均朝向光学系统；所有一级挡光环的刃口方向朝向光学系统。
[0013]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)：
[0014][0015][0016]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。
[0017]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。
[0018]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。
[0019]进一步地，一级遮光罩、二级遮光罩和内遮光罩的内表面喷涂吸收率>95％的消光漆。
[0020]进一步地，还包括设置在光学系统中主镜与探测器之间的滤光片。
[0021]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
[0022]1、本专利技术所提供的消杂光遮光系统通过一级遮光罩、二级遮光罩、垂直设置的一级挡光环、倾斜设置的二级挡光环和内遮光罩的技术方案组合，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；
[0023]2、本专利技术所提供的消杂光遮光系统通过在一级遮光罩、二级遮光罩、垂直设置的一级挡光环、倾斜设置的二级挡光环和内遮光罩上喷涂消光漆，相比现有技术中部分吸收部分反射式的消光系统，具有更好的杂散辐射抑制能力。
附图说明
[0024]图1是本专利技术实施例1中的消杂光遮光系统的结构示意图；
[0025]图2(a)和图2(b)是本专利技术实施例1中的一级消光罩和二级消光罩中的挡光环的设计原理示意图；
[0026]图3是本专利技术实施例1中的一级消光罩和二级消光罩中的挡光环的结构示意图；
[0027]图4是本专利技术实施例1中的内遮光罩设计原理示意图；
[0028]图5(a)和图5(b)是本专利技术实施例1中的经消杂光遮光系统的抑制杂光后的入射光通量示意图；
[0029]图6是本专利技术实施例2中的消杂光遮光系统的结构示意图；
[0030]图7(a)和图7(b)是本专利技术实施例2中的经消杂光遮光系统的抑制杂光后的入射光通量示意图；
[0031]图8是本专利技术实施例3中的消杂光遮光系统的结构示意图；
[0032]图9(a)和图9(b)是本专利技术实施例3中的经消杂光遮光系统的抑制杂光后的入射光通量示意图；
[0033]图10是本专利技术实施例4中的消杂光遮光系统的结构示意图；
[0034]图11(a)和图11(b)是本专利技术实施例4中的经消杂光遮光系统的抑制杂光后的入射光通量示意图；
[0035]图12是本专利技术实施例5中的消杂光遮光系统的结构示意图；
[0036]图13(a)和图13(b)是本专利技术实施例5中的经消杂光遮光系统的抑制杂光后的入射光通量示意图。
[0037]其中的附图标记如下：
[0038]二级遮光罩1、一级挡光环101、一级挡光环102、一级挡光环103、一级挡光环104、一级挡光环105、一级挡光环106、一级挡光环107、一级遮光罩2、二级挡光环201、二级挡光环202、二级挡光环203、二级挡光环204、二级挡光环205、二级挡光环206、次镜3、主镜4、内遮光罩5、滤光片6、探测器7。
具体实施方式
[0039]下面结合附图和实施例对本专利技术的实施方式作进一步详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互结合。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0040]实施例1：二级挡光环刃口锥角为30
°
[0041]图1示出了本专利技术实施例1中的消杂光遮光系统的结构示意图。
[0042]如图1所示，本专利技术实施例1中的消杂光遮光系统，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6个一级挡光环，6个一级挡光环依次设置在一级遮光罩的镜筒内。光束依次经过一级遮光罩、二级遮光罩消除杂光后，入射至光学系统的主镜4和次镜3，经主镜4反射至次镜3，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种消杂光遮光系统，其特征在于，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，所述一级遮光罩包括与所述光轴垂直设置的一级挡光环组，所述一级挡光环组包括M个一级挡光环，M个一级挡光环依次设置在所述一级遮光罩的镜筒内；所述二级遮光罩包括与所述光轴倾斜设置的二级挡光环组，所述二级挡光环组包括N个二级挡光环，N个二级挡光环依次设置在所述二级遮光罩的镜筒内；其中，M≥6，N≥7；光束依次经过所述一级遮光罩、所述二级遮光罩消除杂光后入射至光学系统。2.根据权利要求1所述的消杂光遮光系统，其特征在于，所述二级挡光环与所述二级遮光罩的镜筒的夹角大于入射光束与所述光轴的夹角。3.根据权利要求2所述的消杂光遮光系统，其特征在于，所述二级挡光环与所述二级遮光罩的镜筒的夹角为76
°
～90
°
。4.根据权利要求3所述的消杂光遮光系统，其特征在于，所述二级挡光环的刃口锥角为0
°
～45
°
。5.根据权利要求1所述的消杂光遮光系统，其特征在于，最靠近所述光学系统的所述二级挡光环的刃口方向背向所述光学系统，其他所述二级挡光环刃口方向均朝向所述光学系统；所有所述一级挡...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶新，张瀚元，方伟，
申请(专利权)人：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，
类型：发明
国别省市：