АНАЛИЗ ПАРАЗИТНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ В КАТАДИОПТРИЧЕСКИХ ОПТИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ

Аннотация

В данной статье рассматриваются методы расчета и анализа нежелательных компонентов светового потока, которые попадают на детектор катадиоптрической оптической системы, предназначенной для дистанционного зондирования Земли. С ростом требований к точности и разрешающей способности наблюдений при тенденции к компактности космической техники, возрастают ограничения к количеству и размерам элементов блокирования паразитного излучения, при том что даже незначительная доля паразитного излучения способна сильно исказить полезный сигнал, ухудшая контраст и снижая отношение «сигнал/шум». В данной работе ставится задача разработать и опробовать комплексный подход расчета количества паразитного излучения, попадающего на детектор и разработки методов их минимизации.

В качестве инструмента моделирования используется программный комплекс Ansys Zemax OpticStudio, работающий в режиме непоследовательного моделирования прохождения лучей. Такой подход дает возможность учитывать многократные отражения и рассеяния внутри оптомеханической конструкции телескопа, включая как оптические, так и механические узлы. Показано, что внешняя и внутренняя бленды, а также специальные антиотражающие покрытия для линз вносят решающий вклад в снижение количества паразитных лучей, достигающих детектора. В статье приводятся результаты тестовых расчетов, сравниваются варианты конфигурации (с и без различных бленд, в сочетании или без сочетания с покрытием), оценивается суммарная мощность паразитного излучения и максимальная освещенность детектора.

Практическая важность работы заключается в том, что детально рассчитанные показатели позволяют проектировщикам выявить источники паразитного излучения (блики, переотражения, рассеяние) и внести изменения в конструкцию системы (диафрагмы, бленды, покрытия) для его минимизации, тем самым, не допустив ухудшения качества изображения. В полезных нагрузках космических аппаратов дистанционного зондирования Земли минимизация паразитного излучения повышает контрастность и точность данных, обеспечивая получение четких и информативных изображений, что необходимо для достоверного анализа состояния окружающей среды, сельского хозяйства и других задач ДЗЗ.