風云二號輻射計百葉窗式遮光罩雜散光抑制研究

李欣耀，陳福春，陳桂林

（中國科學院 上海技術物理研究所 中國科學院紅外探測與成像技術重點試驗室，上海200083）

引言

R-C光學系統是卡塞格林系統的一種形式，因為具有無色差、無熱化、結構長度短、適用于多光譜等特點，被廣泛應用于航天遙感儀器的主光學系統［1］。風云二號輻射計是一個主鏡口徑400 mm，次鏡口徑120mm，可見光焦距3 000mm，紅外焦距521mm的R-C光學系統。沒有雜光抑制措施時，視場外的雜光掠過次鏡穿過主鏡孔直接混入信號光路照射在焦面上，形成可見直射雜光，如果太陽光進入，這類雜光能量未經任何衰減對儀器性能影響非常嚴重。雜散光是各國自旋衛星氣象云圖中共同面臨的無法徹底解決的難題，攻克此類問題主要依靠優化輻射計光路設計［2］。

1 輻射計可見直射雜光的仿真

風云二號輻射計光學系統是視場分光方式的R-C系統，其瞬時視場東西向偏置。視場東西向不對稱的外在表現形式是折鏡在東西方向的不對稱，折鏡幾何中心偏離主光軸5.9mm，導致了輻射計在抗雜光能力上的東西向不對稱性［3］，圖1為輻射計光機模型，圖2為風云二號E星云圖，云圖顯示了輻射計的可見雜光分布。

使用軟件對輻射計系統的直射雜光進行仿真，光路正追、倒追都顯示了直射雜光的存在，如圖3和圖4所示。

圖3 可見直射雜光正追圖Fig.3 Ray tracing of visible stray light

2 直射雜光域計算

采用Matlab對光學系統雜光進行分析，從可見探測器作直線，將掃描時45°±5°的折鏡光闌（圖5）和次鏡罩±10°投影到指定的平面，就能得到可見直射雜光域，次鏡罩平面的直射雜光域如圖6中陰影區域。……