离轴抛物面镜准直输出辐照度特性

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离轴抛物面镜准直输出辐照度特性

邹百英, 赵慧洁, 张颖, 李建华

文章导航 > 红外与激光工程 > 2015 > 44(2): 688-692

邹百英, 赵慧洁, 张颖, 李建华. 离轴抛物面镜准直输出辐照度特性[J]. 红外与激光工程, 2015, 44(2): 688-692.

引用本文:

邹百英, 赵慧洁, 张颖, 李建华. 离轴抛物面镜准直输出辐照度特性[J]. 红外与激光工程, 2015, 44(2): 688-692.

Zou Baiying, Zhao Huijie, Zhang Ying, Li Jianhua. Irradiance characteristics for the off-axis parabolic collimating mirror[J]. Infrared and Laser Engineering, 2015, 44(2): 688-692.

Citation:

Zou Baiying, Zhao Huijie, Zhang Ying, Li Jianhua. Irradiance characteristics for the off-axis parabolic collimating mirror[J]. Infrared and Laser Engineering, 2015, 44(2): 688-692.

离轴抛物面镜准直输出辐照度特性

1.
北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院,北京100191;
2.
试验物理与计算数学国家级重点实验室,北京100076

基金项目:

国家自然科学基金(61227806,61107013)

作者简介:
邹百英(1982-),女,博士生,主要从事遥感器辐射定标方面的研究工作。Email:zoubaiying2006@126.com

中图分类号: O439

Irradiance characteristics for the off-axis parabolic collimating mirror

1.
School of Instrumentation Science &Opto-electronics,Beihang University,Beijing 100191,China;
2.
National Key Laboratory of Science and Technology on Test Physics &Numerical Mathematics,Beijing 100076,China

摘要: 基于离轴抛物面镜的准直光学系统因其无色差、材料易得、工作谱段宽、无中心遮挡等优点被广泛应用于传感系统校准、辐射测量、红外目标模拟器等系统中。为了分析设计的准直系统是否满足实际需求,对准直系统输出的辐照度特性进行了理论分析及仿真研究。基于辐照度传输模型给出了准直系统输出面辐照度分布表达式,并给出了准直光束发散角与抛物面焦距、光源口径及离轴角之间等的定量关系。采用光线追迹方法仿真分析了准直系统在不同光源口径情况下的输出面辐照度分布情况,并对输出辐照度均匀性进行了定量分析。文中所提出的分析方法对提高离轴抛物面镜的准直性和输出辐照度均匀性有重要的意义。
- 辐照度分析 /
- 准直光学系统 /
- 离轴抛物面镜 /
- 辐照度传输模型 /
- 光线追迹
Abstract: Off-axis parabolic mirror has been widely used in sensor calibration, radiation measurement, infrared target simulation system and so on, because it takes many advantages such as no chromatic-aberration, common used material, broadband, no center block. The irradiance characteristic of the offaxis parabolic collimating mirror was evaluated by both theoretical analysis and simulation study. Both the expression for the irradiance distribution on the exit pupil plane of the off-axis parabolic collimator and the relations between the angle of divergence and the parameters of the collimator such as the focal length of the mirror, the aperture size of the source and the angle of off axis, were theoretically derived based on the radiation transfer model. The irradiance distribution on the exit pupil plane of the collimator was simulated by ray tracing method. The uniformity of the distribution was also analyzed. The method proposed here is useful to increase the collimation and uniformity of the off-axis parabolic mirror.
- irradiance analysis /
- collimator /
- off-axis parabolic mirror /
- radiation transfer model /
- ray tracing

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离轴抛物面镜准直输出辐照度特性

1. 北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院,北京100191;

2. 试验物理与计算数学国家级重点实验室,北京100076

作者简介:
邹百英(1982-),女,博士生,主要从事遥感器辐射定标方面的研究工作。Email:zoubaiying2006@126.com

收稿日期: 2014-06-14
修回日期: 2014-07-15
刊出日期: 2015-02-25

基金项目:

国家自然科学基金(61227806,61107013)

中图分类号: O439

关键词:

摘要: 基于离轴抛物面镜的准直光学系统因其无色差、材料易得、工作谱段宽、无中心遮挡等优点被广泛应用于传感系统校准、辐射测量、红外目标模拟器等系统中。为了分析设计的准直系统是否满足实际需求,对准直系统输出的辐照度特性进行了理论分析及仿真研究。基于辐照度传输模型给出了准直系统输出面辐照度分布表达式,并给出了准直光束发散角与抛物面焦距、光源口径及离轴角之间等的定量关系。采用光线追迹方法仿真分析了准直系统在不同光源口径情况下的输出面辐照度分布情况,并对输出辐照度均匀性进行了定量分析。文中所提出的分析方法对提高离轴抛物面镜的准直性和输出辐照度均匀性有重要的意义。

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