非制冷红外探测器光阑开孔的优化设计

发布时间：2021-10-11 09:20

　　非制冷红外探测器产生的杂散光会在焦平面形成非均匀的图像,而在探测器窗口附近使用光阑,并对其开孔形状进行优化设计,是抑制杂散光的关键。利用区域法建立了杂散光在焦平面上的照度分布计算模型,并建立了变量模型和目标函数模型,以区间穷举法作为极值搜寻方法,完成了优化光阑开孔的程序编制。针对某款存在杂散光问题的非制冷红外探测器,利用所提数学方法优化设计了光阑的开孔形状,极大地削弱了由杂散光引起的"锅盖效应",从而验证了光阑开孔形状优化设计方法的正确性与实用性。 

【文章来源】：光学学报. 2020,40(08)北大核心EICSCD

【文章页数】：8 页

【部分图文】：

非制冷红外探测器杂散光及光阑示意图

图1 非制冷红外探测器杂散光及光阑示意图本文把光阑开孔形状的优化设计抽象成为数学中的最优化计算。最优化计算是一个极值搜寻的过程,需要建立两个数学要素,即目标函数和变量,因此,给定一个目标函数,该目标函数能够评价光阑对杂散光的抑制效果,并将描述光阑开孔形状的参数作为变量,然后选择一个合适的算法,通过不断改变变量以改变光阑的形状,在变量的约束范围内搜寻一组值,使目标函数达到最优。通过编制程序将理论模型转化为实际应用,实现对开孔形状的优化设计,以实现非制冷红外探测器对杂散光的抑制效果达到最佳。

式中:Φ2为单位源面传递到单位接收面的辐射通量;L1(φr, θr)为单位源面在(φr, θr)方向的辐射亮度; A1、A2分别为单位源面和单位接收面的面积;α、β分别为源面和接受面法线与两者中心连线的夹角;r为源面和接收面中心的距离。若不把A1视为单位光源面,而是将其视为一个被光源照射,再把光能传向单位接收面的中介面,则(1)式可变为

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3430232