[发明专利]卡塞格林光学系统遮光组件

说明书

技术领域

本发明涉及遮光罩设计技术领域，具体涉及一种卡塞格林光学系统遮光组件。

背景技术

卡塞格林光学系统由一个凹面主镜与一个凸面次镜组成，通常在主镜中央开孔，其焦点一般位于主镜中央孔后面，并成像于主镜后面，它的焦点称为卡塞格林焦点。

卡塞格林光学系统大多工作在光学系统视场以外且背景光较强的空间环境中，当杂散光很强时，若不进行有效抑制，非成像光（即杂散光）被探测器接收，就会引起信噪比下降，严重时探测器将无法进行探测，为了降低空间环境杂散光的影响，一般要为卡塞格林光学系统加入合适的遮光罩，以抑制空间环境中的杂散光。

如图1所示，现有的卡塞格林光学系统遮光罩主要由主镜遮光筒1、次镜遮光筒2和内遮光筒3组成，这三个遮光筒均为圆台型套筒，并且其内部均由多个挡光环组成，主镜遮光筒1内壁与主镜的边缘固定，次镜遮光筒2通过三个支撑杆固定在主镜遮光筒1内壁上，内遮光筒3固定在主镜的中心孔内，这三个遮光筒的内壁及所有挡光环上均涂覆具有高杂散光吸收率的材料，其作用在于可以使由卡塞格林光学系统视场外入射的杂散光经内壁和多个挡光环的多次吸收和漫反射后，使杂散光满足一定的杂光水平入射至卡塞格林光学系统中，利用TracePro光线追迹软件（普遍用于照明系统、光学分析、辐射度分析及光度分析的光线模拟软体）对其进行分析，计算得到的点源透射比曲线如图2所示，当有较强杂散光入射时，入射角为30°和55°时都有明显的峰值，此时有大量杂散光光线直接入射到主镜镜面上，若要消除这部分光线，只能加长主镜遮光筒1的长度或增加次镜遮光筒2的半径，但是增加主镜遮光筒1的长度会使整个卡塞格林光学系统的体积及体重变大，显得十分笨重，不够灵活，而增大次镜遮光筒2的半径会增加卡塞格林光学系统的中心遮拦比，使光学系统的探测能力有所降低，因而，现有的卡塞格林光学系统遮光罩并没有做到对杂散光的有效抑制，因此，迫切需要研制出一种在相同中心遮拦比的情况下，还能有效抑制杂散光的卡塞格林光学系统遮光组件。

发明内容

为了解决现有卡塞格林光学系统遮光罩无法有效抑制杂散光的问题，本发明提供一种卡塞格林光学系统遮光组件。

本发明为解决技术问题所采用的技术方案如下：

卡塞格林光学系统遮光组件，包括与主镜边缘固定相连的主镜遮光筒和固定在主镜中心孔内的内遮光筒；还包括四个成直角梯形的叶片和至少两个圆柱套筒，所有圆柱套筒同心但不同直径和柱高，直径与柱高成正比，按照直径和柱高依次递增的顺序将所有圆柱套筒套装在一起并分别固定在四个叶片上，四个叶片沿着所有圆柱套筒的直径方向成十字形设置，最内层圆柱套筒与四个叶片的上底边固定，所有圆柱套筒的上底面均与四个叶片的直角边在同一个平面内，相邻两个圆柱套筒之间的间距相等，间距大小要保证卡塞格林光学系统在最大工作视场角时不被遮挡，所述四个叶片的四个下底边均固定在所述主镜遮光筒内壁上；所述四个叶片表面及所有圆柱套筒内外表面均涂覆具有高杂散光吸收率的材料。

所述主镜遮光筒和内遮光筒为尺寸不同的两个圆台型套筒，其内部均由多个挡光环组成，挡光环的个数根据所属的主镜遮光筒和内遮光筒的尺寸而定，所述主镜遮光筒和内遮光筒的内壁及其所属的所有挡光环上均涂覆具有高杂散光吸收率的材料。

所述最内层圆柱套筒与次镜边缘固定相连，其半径由次镜口径决定，其柱高等于叶片的上底边长度。

所述叶片的下底边长度大于所述最外层圆柱套筒的柱高而小于所述主镜遮光筒的长度。

本发明的有益效果是：本发明采用四个十字形设置的成直角梯形片结构的叶片和多层环状百叶窗组合的方式代替现有的次镜遮光筒，配合主镜遮光筒和内遮光筒实现对卡塞格林光学系统中的杂散光进行抑制和消除，与现有的卡塞格林光学系统遮光罩相比，通过点源透射比曲线可以看出，在性能方面，本发明的遮光组件可以实现在相同中心遮拦比的情况下对杂散光的有效抑制，而且抑制作用要明显优于现有的卡塞格林光学系统遮光罩，这说明了本发明的这种新型复合式消杂散光遮光组件设计的优越性和合理性。

附图说明

图1为现有的卡塞格林光学系统遮光罩的结构示意图；

图2为利用TracePro光线追迹软件对图1中的遮光罩进行分析计算得到的点源透射比曲线示意图；

图3为本发明的卡塞格林光学系统遮光组件的结构示意图；

图4为图3中的卡塞格林光学系统遮光组件内部的结构示意图；

图5为利用TracePro光线追迹软件对图3中的遮光组件进行分析计算得到的点源透射比曲线示意图。