一种大口径空间遥感相机网状陷阱式杂光抑制结构的制作方法

1.本实用新型涉及杂光抑制技术，具体涉及一种大口径空间遥感相机网状陷阱式杂光抑制结构。


背景技术：

2.杂光的概念笼统地说就是光学系统中除了成像光线外,扩散于像面上的其它非成像光线。它包括来自系统外部的辐射源(如阳光、地气光等)和内部辐射源(如光学元件、结构件等)以及散射表面的非成像光能量。其危害是：降低像面对比度和调制传递函数、使整个画面的层次减少、清晰度变坏、严重时会形成杂光斑点。
3.杂光技术目前已经发展成为分支繁多、涉及多学科的一门综合技术。其关键技术可归纳为：系统杂光测试、散射理论、材料研究、brdf设备与测量、分析软件、抑制设计、污染效应。
4.国内对于杂光的研究可以说刚刚起步,与国外相比差距甚远。但可喜的是,也有许多尝试性的工作已经开始,如用有限元法计算星载相机遮光罩的专用程序,用蒙特卡洛方法进行星载扫描仪杂光分析的程序,光学系统鬼像分析程序(ghosivi.0)等。这些工作说明中国光学界已经从单纯讨论杂光问题的重要性转而向进行试验与分析迈进,并取得了一定的成绩。
5.随着“高分辨率对地观测系统”国家重大专项的陆续实施，空间光学遥感技术获得突飞猛进的发展。光学遥感的首要目标是获得高质量的图像。杂散光是影响光学遥感器成像质量的主要因素之一，它一方面会降低像面的对比度及光学信噪比，另一方面又可能形成眩光甚至非正常像，在强光背景下甚至可能使目标信号完全被杂散辐射噪声所淹没，更有甚者对探测器造成损伤。因此，空间遥感相机必须开展杂散光抑制设计与分析。
6.相机杂散光来源主要包括两类：外杂光和内杂光。外杂光主要是指外部辐射源，包括视场外的太阳光、地气辐射等经光机结构的散射形成的杂散光，其中还包括光学元件表面的多次反射形成的杂散光(即鬼像)；内杂光是指光机结构的自发辐射直接或经光机结构散射到达像面形成的杂散光。
7.抑制大离轴角的光线直接进入相机最直接的方法就是在相机光学系统开口处加具有高吸收能力的遮光罩。遮光罩越长，杂散光吸收越多，进入光学系统的杂散光就越少。但是遮光罩过长会增加相机的空间和重量，因此需合理选择遮光罩的尺寸。
8.由于航天器工作环境复杂，需要适应地面存储、发射入轨和在轨运行几个阶段，而大口径光学遥感相机尺寸大，遮光罩的口径也随之增大，而较大的遮光罩对环境的适应能力下降，就必须考虑其结构刚度，以满足大尺寸遮光罩的可靠性。
9.但是现有常用遮光罩结构技术的缺点
10.1、由于普通挡光环遮光罩仅能抑制两个方向的杂光散射，即沿光轴方向的杂散光，对于与光轴呈一定角度的杂散光抑制效果较差。
11.2、传统遮光罩为内壁光滑的圆筒，当其结构尺寸较大时，刚度不够容易变形，所以
需要考虑加固设计。
12.综上所述，目前需要设计一种既能显著提升遮光罩的杂散光抑制效率，又能有效加强大口径遮光罩的刚度。


技术实现要素：

13.本实用新型所要解决的技术问题是现有的普通遮光罩对杂散光抑制效果较差、结构强度低的问题。
14.为了解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是提供一种大口径空间遥感相机网状陷阱式杂光抑制结构，包括设置于相机光学系统开口处的遮光罩，所述遮光罩为侧剖面形状为等腰梯形的圆筒状结构，所述遮光罩的内壁上依次固定设有多个片状的挡光环，所述挡光环与所述遮光罩的两个端面平行布置，且相邻的两个所述挡光环之间填充设有陷阱结构，所述陷阱结构内均匀密布有网格状的挡光面。
15.在上述方案中，所述挡光环的边缘具有倾斜的倒角。
16.在上述方案中，所述遮光罩的所有内壁上涂覆有低反射率涂层。
17.在上述方案中，所述遮光罩的外表面设有阳极氧化处理层。
18.在上述方案中，所述陷阱结构一共设有两层，并且均靠近所述遮光罩内的光轴入射方向一侧布置。
19.本实用新型，采用网状陷阱式挡光环来抑制杂光，既能显著提升遮光罩的杂散光抑制效率，又能有效加强大口径遮光罩的刚度。
附图说明
20.图1为本实用新型的侧剖形状示意图。
具体实施方式
21.下面结合说明书附图对本实用新型做出详细的说明。
22.本实用新型公开了一种大口径空间遥感相机网状陷阱式杂光抑制结构，本领域技术人员可以借鉴本文内容，适当改进工艺参数实现。需要特别指出的是，所有类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，它们都被视为包括在本实用新型，并且相关人员明显能在不脱离本实用新型内容、精神和范围的基础上对本文所述内容进行改动或适当变更与组合，来实现和应用本实用新型技术。
23.在实用新型中，除非另有说明，否则本文中使用的科学和技术名词具有本领域技术人员所通常理解的含义。
24.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
25.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固
定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
26.需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于方便描述不同的部件，而不能理解为指示或暗示顺序关系、相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。
27.如图1所示，本实用新型提供的一种大口径空间遥感相机网状陷阱式杂光抑制结构，包括设置于相机光学系统开口处的遮光罩，本实用新型以圆筒形遮光罩为基础，遮光罩为侧剖面形状为等腰梯形的圆筒状结构，在遮光罩的内壁上依次固定设有多个片状的挡光环1，挡光环1与遮光罩的两个端面平行布置，挡光环1的边缘具有倾斜的倒角3，挡光环1可以抑制轴外大角度杂散光进入光学系统。轴外大角度杂散光照射到挡光环1时，通过相邻挡光环的多次反射和散射，返回外部空间，降低了杂散光的入射能量。
28.相邻的两个挡光环1之间填充设有陷阱结构2，陷阱结构2内均匀密布有网格状的多角度挡光面，本实用新型陷阱结构2优选一共设有两层，并且靠近遮光罩内的光轴入射方向一侧布置。
29.本实用新型的陷阱结构2不仅能抑制沿光轴方向的杂散光4，对于与光轴呈一定角度的杂散光5也具有较强的抑制效果。
30.进一步优选的，挡光环的片数与间距根据遮光罩大小的实际情况进行确定，网状陷阱结构的高度需根据实际遮光罩要求进行确定，在生产时，可利用仿真软件建立仿真模型，调整参数，直到抑制杂光效果达到95％以上，同时对遮光罩内壁所有结构涂覆低反射率涂层，对遮光罩外表面进行阳极氧化处理。
31.本实用新型在遮光罩挡光环基础上增加了陷阱结构，使得与光轴方向呈一定角度的光学杂散光得到有效的抑制，减少了杂散光在遮光罩内的二次反射，同时极大的增加了大口径遮光罩的刚度。为空间光学遥感相机成像提高保障，通过实验验证，本实用新型遮光罩的杂光抑制系数优于2.5％，是普通遮光罩抑制效果的几倍。
32.本实用新型，采用网状陷阱式挡光环来抑制杂光，既能显著提升遮光罩的杂散光抑制效率，又能有效加强大口径遮光罩的刚度。
33.本实用新型不局限于上述最佳实施方式，任何人应该得知在本实用新型的启示下做出的结构变化，凡是与本实用新型具有相同或相近的技术方案，均落入本实用新型的保护范围之内。