專利名稱：：一種具有擋光環(huán)結(jié)構(gòu)的冷光闌的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及光學(xué)元件
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體指一種具有擋光環(huán)結(jié)構(gòu)的冷光鬧，它用作杜瓦內(nèi)部冷光闌，有效地減小到達探測器的雜光輻射能。
背景技術(shù)：
：空間光學(xué)系統(tǒng)，特別是空間紅外光學(xué)系統(tǒng)以及某些大型空間望遠鏡，都工作在系統(tǒng)視場外有強烈輻射源(如太陽、月亮、地球)的"惡劣"環(huán)境中；而且在紅外長波波段，系統(tǒng)內(nèi)部機械結(jié)構(gòu)等自身的長波輻射達到面探測器的雜散輻射能也是不可忽視的因素。同時，探測目標(biāo)信號又非常微弱的情況下，這些強烈雜散輻射比所探測目標(biāo)輻射強度常常高出幾個數(shù)量級，經(jīng)過光學(xué)系統(tǒng)孔徑的衍射，以及結(jié)構(gòu)件與光學(xué)件表面的散射，達到像面探測器形成雜光。雜光輕者，使得系統(tǒng)的信噪比降低，傳遞函數(shù)下降，對比度下降，對擴展目標(biāo)成像模糊，從而影響整個系統(tǒng)的探測或識別能力；重者，目標(biāo)信號完全湮沒在雜光背景中，系統(tǒng)無法提取目標(biāo)，甚至因像面雜光分布不均勻，在系統(tǒng)探測器上形成虛假信號，導(dǎo)致系統(tǒng)探測到偽目標(biāo)。伴隨著空間光學(xué)技術(shù)以及多種類光電探測器件技術(shù)的飛躍發(fā)展，各種大孔徑、長焦距光學(xué)系統(tǒng)相繼問世，高靈敏度、低探測域值的光學(xué)系統(tǒng)也越來越多，雜光的抑制與分析被重新提高到了一個重要的地位。所以說系統(tǒng)雜散光抑制的成功與否，甚至成了某些空間環(huán)境使用的特種光學(xué)系統(tǒng)性能進一步提高的瓶頸，有必要設(shè)計相關(guān)結(jié)構(gòu)改善雜散光情況。但是，當(dāng)完成光學(xué)系統(tǒng)改進后，仍然不能完全消除雜散光，這時主要就是探測器器件本身或者器件封裝不夠完善而產(chǎn)生的雜散光。所以在探測器制作與封裝設(shè)計階段，雜散光分析起著很大的作用，有必要對探測器及其封裝進行初步的雜散光抑制，指出雜光抑制的敏感地區(qū)，提出有針對性的改進意見，改善封裝技術(shù)，從而增強系統(tǒng)雜光抑制能力，提高探測與成像性能，避免在系統(tǒng)集成后，出現(xiàn)達不到指標(biāo)要求的顛覆性錯誤。紅外探測器在信號接收時，由于是探測紅外信號，因此目標(biāo)以外的區(qū)域都會發(fā)射紅外輻射，從而對探測器造成干擾，常用的一種方法是自身已被探測器冷卻裝置冷卻的屏蔽罩即冷光闌，該冷光闌被冷卻是為了減小它對探測器的熱輻射，同時也能保護探測器免受杜瓦內(nèi)壁的熱輻射。杜瓦的冷光闌作為杜瓦的一個重要配件，主要起到減少背景光通量、降低背景噪聲的作用。在器件響應(yīng)率不變的情況下，通過減少背景噪聲，可以提高組件的信噪比，從而提高組件的探測率。此外，通過適當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)設(shè)計，冷光闌可以對進入其中的雜散光進行抑制，從而提高組件的成像質(zhì)量，因而對其進行合理的設(shè)計，是十分必要的。然而，在實際中很難提供一種有效的冷光闌，是因為(1)冷光闌內(nèi)壁的黑色涂層不能很好的吸收雜散光(2)杜瓦的尺寸局限使得冷光闌不能做的足夠大，而小的冷光闌又不能有效的去除雜散光輻射，假如只是盡量的加大冷光闌尺寸尤其是開口尺寸，又增加了制冷難度(3)冷光闌內(nèi)壁本身能傳遞熱輻射到探測器，特別是能量很大的一次散射光，所以需要有效的設(shè)計來改善散射情況。文獻中已報道的冷光闌多為冷光闌設(shè)計還基本停留在幾何尺寸設(shè)計的水平，一般只要求光學(xué)孔徑匹配，形狀為簡單的圓柱形，材料也未經(jīng)仔細篩選，很難達到最優(yōu)設(shè)計。因而加強對冷光闌的優(yōu)化設(shè)計是十分必要的。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明通過在冷光闌筒內(nèi)設(shè)計一系列的擋光環(huán)，進入冷光闌的雜散光線在這些擋光環(huán)之間來回反射而被吸收，這樣照射在探測器的雜光至少經(jīng)過了兩次反射衰減?？梢酝ㄟ^控制相鄰兩環(huán)的高度和間隔，從而控制散射出射光的范圍，使雜光源輻射照射到冷光闌后無一次散射光到達探測器。擋光環(huán)消雜光設(shè)計的基本原則1)避免非成象光線直接到達光學(xué)系統(tǒng)象面。此發(fā)明是通過增加反射次數(shù)，從而避免光學(xué)系統(tǒng)直接"看到"任何被照明的內(nèi)壁表面。2)使到達象面的雜散光至少經(jīng)過兩次以上的散射或反射，以對其能量進行有效的衰減。此發(fā)明通過在冷光闌內(nèi)壁上設(shè)置擋光環(huán)結(jié)構(gòu)來阻擋光學(xué)系統(tǒng)中從冷光闌到其它部分的雜光傳播路徑，此發(fā)明使光線在由相鄰兩片擋光環(huán)構(gòu)成的腔體內(nèi)產(chǎn)生多次反射。3)反射或散射表面應(yīng)具有低的反射率.此發(fā)明通過在擋光環(huán)上涂覆高吸收涂層來滿足，此處選擇黑鎳涂層(黑鎳有高吸收率和低發(fā)射率)。4)應(yīng)在雜散光抑制基本達到標(biāo)準的情況下，盡量減少擋光環(huán)的個數(shù)及冷光闌結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性。少量的擋光環(huán)不但能減少質(zhì)量和生產(chǎn)成本而且會減少能往探測器散射光線的擋光環(huán)頂端數(shù)目，此發(fā)明中兩個擋光環(huán)的PST值已經(jīng)能相對于不加擋光環(huán)的PST值產(chǎn)生了數(shù)量級的衰減，且此數(shù)量級的衰減效果隨入射光線角度是一致的，但是三個擋光環(huán)時，其PST值相對于兩個擋光環(huán)的PST值減小很微弱，而且它的PST值相對于入射光線角還很不穩(wěn)定，有很大的波動，同時再考慮到多個擋光環(huán)會帶來制造成本的增加，所以此發(fā)明設(shè)計為兩個擋光環(huán)。接著，采用光學(xué)系統(tǒng)建模軟件lighttools對比分析了該冷光闌不加和加擋光環(huán)時的PST值，如圖5所示，從圖中可以看出加兩個擋光環(huán)的冷光闌比不加擋光環(huán)的冷光闌的PST值有明顯的幾個數(shù)量級的衰減，尤其是在大角度情況下。所以可以得出該發(fā)明能有效的消除雜散光。擋光環(huán)具體設(shè)計方法為(1)L為冷光闌的筒長.hi為成像區(qū)域即探測器有效區(qū)域中心孔半徑，h2為冷光闌入口口徑半徑，h3為冷光闌的內(nèi)壁半徑。(2)設(shè)計原則是自冷光闌中心孔邊緣點A出射的雜光經(jīng)筒壁產(chǎn)生的一次漫反射光不得落到像面的成像范圍內(nèi)；也可以說就是要保證探測器只能看到冷光闌的不被直接照亮(除了擋光環(huán)的邊緣)的那部分，同時保證擋光環(huán)的布置不遮攔視場角以內(nèi)的光線。(3)首先先從冷光闌的墻壁Q點到像邊緣點(此處為探測器的有效邊界)T畫一條線QT,這樣由冷光闌壁端點Q產(chǎn)生的漫反射光TQ與光管壁交于點B，由B點設(shè)置第一道擋光環(huán)BB'。這樣就可以確保任何低于T點的位置，比如探測器上的某點，都不能看到任何被直接照亮的側(cè)墻QB'.(4)然后求出經(jīng)過B點的光線AB與冷光闌內(nèi)壁交點C，由C點產(chǎn)生的漫反射光CT與光管壁交于D點，由D點設(shè)置第二道擋光環(huán)DD'.這樣可以確保任何低于T點的位置，比如探測器上的某點，都不能看到任何被直接照亮的側(cè)墻CD'。此發(fā)明可適用于任何形狀的冷光闌結(jié)構(gòu)上，比如圓柱狀冷光闌和錐狀冷光闌，總共有四種帶擋光環(huán)的冷光闌結(jié)構(gòu)圓柱狀且擋光環(huán)等高布置、圓柱狀且擋光環(huán)梯度布置、錐狀且擋光環(huán)等高布置和錐狀且擋光環(huán)梯度布置，其總共對應(yīng)了六種具體結(jié)構(gòu)。本發(fā)明在實施例中將對其具體設(shè)計進行詳細描述。本發(fā)明的另一個實施方案是，當(dāng)外部入射的雜散光很大或?qū)で蟾_的雜散光消除措施時，可以依照上述擋光環(huán)設(shè)計方法依此類推設(shè)計更多的擋光環(huán)，直至由A點發(fā)出的雜光射出筒壁外為止。本發(fā)明的優(yōu)點是'1，增加擋光環(huán)，可以使入射光線在各擋光環(huán)之間發(fā)生多次反射而衰減，一部分光能被反射出冷光闌，一部分光因多次衰減而消失，其余一部分光即使傳入到探測器也因多次反射使攜帶的能量遠遠小于沒有擋光環(huán)時的能量所以所引起的雜散光能量也很微??；2，擋光環(huán)的表面涂覆高吸收率的材料能大大吸收傳輸在其上面的光線；3，此發(fā)明制作簡單，只需在內(nèi)壁上增加兩個擋光環(huán)即可，且擋光環(huán)是平行于開"n孔徑也省去了角度問題；4，此發(fā)明消除雜散光的效果很好，根據(jù)雜散光模擬分析軟件可得出擋光環(huán)能帶來PST值的幾個數(shù)量級的衰減；圖1為擋光環(huán)的設(shè)計圖其中1即BB'為第一個擋光環(huán)，2即DD'為第二個擋光環(huán)，F(xiàn)F'為第三個擋光環(huán)，AA'即為入口孔經(jīng)也即圖4中的4，TT'為探測器的有效面積也即探測器的外接圓直徑同時是圖4中的3。圖2為現(xiàn)有冷光鬧的原理圖(只是一個圓筒)。圖3為本發(fā)明的冷光闌圖(有擋光環(huán))，其中1為第一個擋光環(huán)，2為第二個擋光環(huán)，3為探測器。圖4為具體實施例的說明圖，其中1為第一個冷光闌，2為第二個冷光闌，3為探測器，4為冷光闌6的入口孔徑，5為第一個擋光環(huán)的孔，6為圓筒狀的冷光闌。圖5兩種冷光闌的PST值說明圖。圖6圓柱狀且擋光環(huán)等高布置l冷光闌設(shè)計示意圖。圖7圓柱狀且擋光環(huán)等高布置2冷光闌設(shè)計示意圖。圖8圓柱狀且擋光環(huán)梯度布置冷光闌設(shè)計示意圖。圖9錐狀且擋光環(huán)等高布置冷光鬧設(shè)計示意圖。圖10錐狀且擋光環(huán)梯度布置1冷光闌設(shè)計示意圖。圖ll錐狀且擋光環(huán)梯度布置2冷光闌設(shè)計示意圖。具體實施例這里冷光闌尺寸數(shù)據(jù)都是內(nèi)壁尺寸數(shù)據(jù)，且其厚度為0.2毫米；擋光環(huán)尺寸數(shù)據(jù)都是相對于入口孔徑AA'而言的，且厚度為0.2毫米；探測器始終以O(shè)點為對稱軸其外接圓直徑為rr.所有數(shù)據(jù)單位均為毫米。其中L=QP'=Q'P為冷光闌的筒長.hi為成像區(qū)域即探測器有效區(qū)域中心孔半徑，h2=AO為冷光闌入口口徑半徑，h3^Q'0為冷光闌的內(nèi)壁半徑,BB'代表第一個擋光環(huán)的高度，DD'代表第二個擋光環(huán)的高度，QB'代表第一個擋光環(huán)相對于冷光闌內(nèi)壁的位置，QD'代表第二個擋光環(huán)相對于冷光闌內(nèi)壁的位置實施例l:圓柱狀且擋光環(huán)等高布置l(見圖6)此處，該冷光闌是圓筒形狀如圖4中的1(其內(nèi)壁長度L-19.3毫米，厚度為2毫米，前端直徑QQ'=23.4毫米，后端直徑PP^23.4毫米)，入口孔徑為一圓形如圖4中的4(去口孔徑AA^12.8毫米)，底端放置探測器如圖4中的3(外接圓直徑TTT-12.8毫米)，QQ'HPP',AA'-TT'。材料為科伐，內(nèi)部鍍有一層厚度為12um的黑鎳(計算擋光環(huán)時忽略此厚度)。詳細參數(shù)見表l設(shè)計步驟是(見圖6)(1)連接QT交A'T'于點B，過B做BB'垂直于QP',BB'即為第一擋光環(huán)的高度，QB'即為第一擋光環(huán)相對于內(nèi)壁的位置,由下面給出的公式可求得BB'=5.3,QB'=5.6513812;(2)做AB的延長線交QP'于點C;(3)連接CT交A'T'于點D，過D做DD'垂直于QP'，DD'即為第二擋光環(huán)的高度，QD'即為第二擋光環(huán)相對于內(nèi)壁的位置，由下面給出的公式可求得DD'=5.3,QD'=11.561325。設(shè)計公式QB'=(h3-h2)L/(h3+hl);QD'=(QB'+0.2)+M1+M2;其中Ml=(h3-h2)(QB'+0.4)/2h2;M2=(h3-h2)(L-QB'+0.2-Ml)/(h3+hi);hl=h2;此時，探測器TT^入口孔徑AA'，擋光環(huán)中間孔直徑與冷光闌入口直徑相同。安裝步驟是(1).使用科伐制作兩個直徑為23.4毫米，厚度為2毫米的圓盤；(2).按前面擋光環(huán)的設(shè)計方法算出圓盤的中心孔直徑為12.8毫米。然后采用線剪割技術(shù)將步驟2中所述的兩個圓盤的中心處各挖掉一個直徑為12.8毫米的圓盤，也即挖掉圖4中的5;(3).采用表面鍍黑鎳的方法將步驟3中的兩個中間帶孔的圓盤的所有表面上鍍上黑鎳，所鍍黑鎳厚度為12um。具體鍍黑鎳的工藝是化學(xué)除油一電解除油一清洗一活化一清洗一鍍紅銅一清洗一浸稀酸一清洗一鍍酸銅一清洗一鍍黑鎳；(4).按照前面擋光環(huán)的設(shè)計方法算出第一個擋光環(huán)的位置是此擋光環(huán)的左端邊界距離冷光闌入口處的內(nèi)壁邊界約為5.6513812毫米，此位值為圖4中的4，然后將步驟4中的一個帶孔圓盤采用碰焊的方法焊在圖4中的4位置，碰焊過程中電壓控制在10V-，(5).按照前面關(guān)于擋光環(huán)的設(shè)計方法算出第二個擋光環(huán)的位置是此擋光環(huán)的左端邊界距離冷光闌入口處的內(nèi)壁邊界約為11.561325毫米，此位值為圖4中的2處，將步驟4中的一個帶孔圓盤采用碰焊的方法焊在圖4中的2位置，碰焊過程中電壓控制在IOV。實施例2:圓柱狀且擋光環(huán)等高布置2(見圖7)此處，該冷光闌是圓筒形狀如圖4中的1(其內(nèi)壁長度L49.3毫米，厚度為2毫米，前端直徑QQ'=23.4毫米，后端直徑PP^23.4毫米)，入口孔徑為一圓形如圖4中的4(入口孔徑AA'=12.8毫米)，底端放置探測器如圖4中的3(外接圓直徑TT、8毫米)，QQ'=PP',AA'>TT'。材料為科伐，內(nèi)部鍍有一層厚度為12Pm的黑鎳(計算擋光環(huán)時忽略此厚度)。詳細參數(shù)見表l設(shè)計步驟是(見圖7)(1)由于此處TT乂AA'，為了求等高擋光環(huán)，先做輔助線A'K7/QP'，AK//Q'P;(2)連接QK交A'K'于點B,過B做BB'垂直于QP',BB'即為第一擋光環(huán)的高度，QB'即為第一擋光環(huán)相對于內(nèi)壁的位置,由下面給出的公式可求得BB'=5.3,QB'=5.6513812;(3)做AB的延長線交QP'于點C;(4)連接CK交A'K'于點D，過D做DD'垂直于QP',DD'即為第二擋光環(huán)的高度，QD'即為第二擋光環(huán)相對于內(nèi)壁的位置，由下面給出的公式可求得DD:5.3,QD'=11.561325。設(shè)計公式QB'=(h3-h2)L/(h3+hl);QD'=(QB'+0.2)+M1M2;其中Ml=(h3-h2)(QB'+0.4)/2h2;M2=(h3-h2)(L-QB'+0.2-Ml)/(h3+hi);hl<h2.擋光環(huán)中間孔直徑與冷光闌入口直徑相同，安裝步驟是與實施例1一樣。實施例3:圓柱狀且擋光環(huán)梯度布置(見圖8)此處，該冷光闌是圓筒形狀如圖4中的1(其內(nèi)壁長度L-19.3毫米，厚度為2毫米，前端直徑QQ'=23.4毫米，后端直徑PP^23.4毫米)，入口孔徑為一圓形如圖4中的4(去口孔徑AA'42.8毫米)，底端放置探測器如圖4中的3(外接圓直徑TT、8毫米)，QQ'=PP',AA'>TT'。材料為科伐，內(nèi)部鍍有一層厚度為12um的黑鎳(計算擋光環(huán)時忽略此厚度)。詳細參數(shù)見表l設(shè)計步驟是(見圖8)(1)連接QT交A'T'于點B,過B做BB'垂直于QP',BB'即為第一擋光環(huán)的高度，QB'即為第一擋光環(huán)相對于內(nèi)壁的位置，由下面給出的公式可求得BB'=6.256390977,QB'=7.6909774444;(2)做AB的延長線交QP'于點C;(3)連接CT交A'T'于點D，過D做DD'垂直于QP',DD'即為第二擋光環(huán)的高度，QD'即為第二擋光環(huán)相對于內(nèi)壁的位置，由下面給出的公式可求得DD'=7,264808596，QD'=15.8003358。設(shè)計公式QB'=(h3-h2)L/(2hl+h3-h2);QD'=QB'+B'C+CD';BB'氣h3醫(yī)h2)十QB'-(h2-hl)/L;DD'=(h3-h2)+(QB'+B'C+CD')(h2-h1)/L;其中<formula>formulaseeoriginaldocumentpage14</formula>安裝步驟是與實施例1類似，但是第一個擋光環(huán)的開口由5.3改為6.256390977，位置由5.6513812改為7.6909774444，第二個擋光環(huán)的開口由5.3改為7.264808596，位置由11.561325改為15.8003358。實施例4:錐狀且擋光環(huán)等高布置(見圖9)此處，該冷光闌是錐形如圖9(其內(nèi)壁長度L-19.3毫米，厚度為2毫米，前端直徑QQ'=23.4毫米，后端直徑PP、22毫米)，入口孔徑為一圓形如圖4中的4(去口孔徑AA^12.8毫米)，底端放置探測器如圖4中的3(外接圓直徑TT、8毫米)，QQ'>PP',AA'>TT'。材料為科伐，內(nèi)部鍍有一層厚度為12"m的黑鎳(計算擋光環(huán)時忽略此厚度)。詳細參數(shù)見表l設(shè)計步驟是(見圖9)(1)由于此處TT、AA',為了求等高擋光環(huán)，先做輔助線A'W7/QP'，AW〃Q'P;(2)連接QT交A'W'于點B，過B做BB7/A'Q,BB'即為第一擋光環(huán)的高度，QB'即為第一擋光環(huán)相對于內(nèi)壁的位置,由下面給出的公式可求得BB、5.3,QB'=6.823817141;(3)做AB的延長線交QP'于點C;(4)連接CT交A'W'于點D，過D做DD'〃A'Q,DD'即為第二擋光環(huán)的高度，QD'即為第二擋光環(huán)相對于內(nèi)壁的位置，由下面給出的公式可求得DD'=5.3,QD'=13.06370035。設(shè)計公式QB'=(h3-h2).L/[(hl+h分cosa;QD'=QB'+B'C+CD';BB'=h3-h2;DD'=h3-h2;其中B'C=QB'*(h3-h2)/2h2;CD'=[L/cosa-QB'-B'C)]*(h3-h2)/[(h4+h1);tgp=(h2-hl)/L;tga=(h3-h4)/L;hl<h2.安裝步驟是與實施例l類似，但是第一個擋光環(huán)的位置由5.6513812改為6.823817141，第二個擋光環(huán)的位置由11.561325改為13.06370035。實施例5:錐狀且擋光環(huán)梯度布置l(見圖IO)此處，該冷光闌是錐形如圖10(其內(nèi)壁長度L49.3毫米，厚度為2毫米，前端直徑QQ'=23.4毫米，后端直徑PP^22毫米)，入口孔徑為一圓形如圖4中的4(去口孔徑AA^12.8毫米)，底端放置探測器如圖4中的3(外接圓直徑TT、8毫米)，QQ'>PP',AA'>TT。材料為科伐，內(nèi)部鍍有一層厚度為12um的黑鎳(計算擋光環(huán)時忽略此厚度)。詳細參數(shù)見表l。設(shè)計步驟是(見圖10)(1)連接QT交A'T'于點B,過B做BB'〃A'Q,BB'即為第一擋光環(huán)的高度，QB'即為第一擋光環(huán)相對于內(nèi)壁的位置,由下面給出的公式可求得BB'=5.977443613,QB'=7.696034374;(2)做AB的延長線交QP'于點C;(3)連接CT交A'T于點D，過D做DD'〃A'Q，DD'即為第二擋光環(huán)的15高度，QD'即為第二擋光環(huán)相對于內(nèi)壁的位置，由下面給出的公式可求得DD'=6.615123261,QD'=14.94033397。設(shè)計公式QB'=(h3-h2).L/[(hl+h4).cosa-L'cosa.tg(3+L'sina];QD'二QB'+B'C+CD';BB'=h0+QB'.(cosa.tgP-sina);DD'=h0+(QB'+B'C+CD').(cosa.tg卩-sina);其中B'C=QB'-BB7(h3+h2-BB');CD'=[L/cosa-QB'-B'G)].[h0+(QB'+B'G).(cosa.tg(3-sinoO]/[(h4+h1HL/cosa-QB'-B'C).(cosa.tg卩-sina)];tg卩,2-hl)/L;tga=(h3-h4)/L;hl<h2.安裝步驟是與實施例1類似，但是第一個擋光環(huán)的開口由5.3改為5.97744361，位置由5.6513812改為7.696034374，第二個擋光環(huán)的開口由5.3改為6.615123261，位置由11.561325改為14.94033397。實施例6:錐狀且擋光環(huán)梯度布置2(見圖ll)此處，該冷光闌是錐形如圖ll(其內(nèi)壁長度L49.3毫米，厚度為2毫米，前端直徑QQ'=23.4毫米，后端直徑PP^22毫米)，入口孔徑為一圓形如圖4中的4(入口孔徑AAM2.8毫米)，底端放置探測器如圖4中的3(外接圓直徑TT、12.8毫米)，QQ'>PP',AA'=TT'。材料為科伐，內(nèi)部鍍有一層厚度為12"m的黑鎳(計算擋光環(huán)時忽略此厚度)。詳細參數(shù)見表l。設(shè)計步驟是(見圖11)(1)連接QT交A'T'于點B,過B做BB7/A'Q,BB'即為第一擋光環(huán)的高度，QB'即為第一擋光環(huán)相對于內(nèi)壁的位置,由下面給出的公式可求得BB'=5.095027625,QB'=5.655097078;(2)做AB的延長線交QP'于點C;'(3)連接CT交A'T'于點D，過D做DD'〃A'Q,DD'即為第二擋光環(huán)的高度，QD'即為第二擋光環(huán)相對于內(nèi)壁的位置，由下面給出的公式可求得DD'=4.933211754,QD'=10.11952529。設(shè)計公式QB'=(h3-h2)'L/[(hl+h4)'cosa+L.sinct];QD'=QB'+B'C+CD';BB'=h0-QB'sina;DD'=h0-(QB'+B'C+CD')sina;其中B'C=QB'BB7(h3+h2-BB');CD'=[L/cosa-QB'-B'C)][h0+(QB'+B'C).sina]/[(h4+h1)-(L/cosa-QB'畫B'C).sina];tga=(h3-h4)/L;hl=h2.安裝步驟是與實施例1類似，但是第一個擋光環(huán)的開口由5.3改為5.095027625，位置由5.6513812改為5.655097078，第二個擋光環(huán)的開口由5.3改為4.933211754，位置由11.561325改為10.11952529?？偨Y(jié)六個實施例的各自設(shè)計圖分別參見圖6、7、8、9、10、11，具體設(shè)計參數(shù)參見表l。表l<table>tableseeoriginaldocumentpage18</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage19</column></row><table>權(quán)利要求1.一種具有擋光環(huán)結(jié)構(gòu)的冷光闌，其特征在于在圓筒狀或者錐狀的冷光闌內(nèi)部設(shè)置有兩個可消除雜散光的柯伐擋光環(huán)；所述的兩個擋光環(huán)采用中間孔直徑相等的等高布置結(jié)構(gòu)或者采用第一擋光環(huán)中間孔比第二檔光環(huán)大的梯度布置結(jié)構(gòu)；各布置結(jié)構(gòu)的擋光環(huán)尺寸和位置設(shè)計方法如下(1)擋光環(huán)等高布置的圓筒狀冷光闌第一擋光環(huán)距冷光闌入口的距離QB’QB’＝(h3-h2)L/(h3+h1)；第二擋光環(huán)距冷光闌入口的距離QD’QD’＝(QB′+0.2)+M1+M2；其中M1＝(h3-h2)(QB′+0.4)/2h2；M2＝(h3-h2)(L-QB′+0.2-M1)/(h3+h1)；擋光環(huán)中間孔直徑與冷光闌入口直徑相同，外徑與冷光闌內(nèi)徑相同；(2)擋光環(huán)梯度布置的圓筒狀冷光闌第一擋光環(huán)距冷光闌入口的距離QB’QB’＝(h3-h2)L/(2h1+h3-h2)；第二擋光環(huán)距冷光闌入口的距離QD’QD’＝QB’+B’C+CD’；第一擋光環(huán)中間孔邊緣至擋光環(huán)外緣長度距離BB’BB’＝(h3-h2)+QB’(h2-h1)/L；第二擋光環(huán)中間孔邊緣至擋光環(huán)外緣長度距離DD’DD′＝(h3-h2)+(QB′+B′C+CD′)(h2-h1)/L；其中B’C＝0.2+(QB’2+0.2QB′-0.2L)/(L-QB’)；CD’＝DD’(L-QB’-B’C)/(h1+h3)；(3)擋光環(huán)等高布置的錐狀冷光闌第一擋光環(huán)距冷光闌入口的距離QB’QB’＝(h3-h2)L/[(h1+h4)cosα；第二擋光環(huán)距冷光闌入口的距離QD’QD’＝QB’+B’C+CD’；第一擋光環(huán)中間孔邊緣至擋光環(huán)外緣長度距離BB’BB’＝h3-h2；第二擋光環(huán)中間孔邊緣至擋光環(huán)外緣長度距離DD’DD’＝h3-h2；其中B’C＝QB’(h3-h2)/2h2；CD’＝[L/cosα-QB’-B’C)](h3-h2)/[(h4+h1)；tgα＝(h3-h4)/L；(4)擋光環(huán)梯度布置的錐狀冷光闌第一擋光環(huán)距冷光闌入口的距離QB’QB’＝(h3-h2)L/[(h1+h4)cosα-Lcosαtgβ+Lsinα]；第二擋光環(huán)距冷光闌入口的距離QD’QD’＝QB’+B’C+CD’；第一擋光環(huán)中間孔邊緣至擋光環(huán)外緣長度距離BB’BB’＝h0+QB’(cosαtgβ-sinα)；第二擋光環(huán)中間孔邊緣至擋光環(huán)外緣長度距離DD’DD’＝h0+(QB’+B’C+CD’)(cosαtgβ-sinα)；其中B’C＝QB’BB’/(h3+h2-BB’)；CD’＝[L/cosα-QB’-B’C)][h0+(QB’+B’C)(cosαtgβ-sinα)]/[(h4+h1)-(L/cosα-QB’-B’C)(cosαtgβ-sinα)]；tgβ＝(h2-h1)/L；tgα＝(h3-h4)/L；上述公式中h1為冷光闌出口半徑，h2為冷光闌入口半徑，h3為冷光闌入口處內(nèi)圓半徑，h4為為冷光闌出口處內(nèi)圓半徑，L為冷光闌的長度。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有擋光環(huán)結(jié)構(gòu)的冷光闌，其特征在于所述的擋光環(huán)表面鍍有一層黑鎳。全文摘要本發(fā)明公開了一種具有擋光環(huán)結(jié)構(gòu)的冷光闌。其特點是在冷光闌的內(nèi)壁合理的增加兩個擋光環(huán)，同時擋光環(huán)的表面還涂覆一層性能良好的“黑色”涂層，從而能有效的減少雜散光。該設(shè)計能很好的提高系統(tǒng)的信噪比，增加對比度，改善整個系統(tǒng)的探測和識別能力。與不帶擋光環(huán)的冷光闌相比，此發(fā)明能很有效的減少雜散光，讓點源透過率PST值有相對幾個數(shù)量級的衰減，制作易，成本低，能適用于任何冷光闌結(jié)構(gòu)中。文檔編號G02B5/00GK101614834SQ200910055330公開日2009年12月30日申請日期2009年7月24日優(yōu)先權(quán)日2009年7月24日發(fā)明者燕張,張文靜,曾志江,淘李,王小坤,范廣宇,賀香榮申請人:中國科學(xué)院上海技術(shù)物理研究所