ICS：29.220.99

CCS：K82

團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)

T/CIXXX-2024

點(diǎn)源透過率雜散光測(cè)試規(guī)范

Testspecificationforpointsourcetransmittancestraylight

（征求意見稿）

2024-X-X發(fā)布2024-X-X實(shí)施

?中國國際科技促進(jìn)會(huì)?發(fā)布

T/CIXXX—2024

點(diǎn)源透過率雜散光測(cè)試規(guī)范

1范圍

本文件規(guī)定了以點(diǎn)源透過率評(píng)價(jià)光機(jī)系統(tǒng)雜散光特性的測(cè)試方法、函數(shù)表達(dá)方式。

本文件適用于可見光譜區(qū)域內(nèi)使用的光機(jī)系統(tǒng)，其他光譜區(qū)域內(nèi)使用的系統(tǒng)可參照。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注明日

期的引用文件，僅該日期對(duì)應(yīng)的版本適用于本文件；不注明日期的引用文件，其最新版本（包

括所有的修改單）適用于本文件。

GB/T10988-2009《光學(xué)系統(tǒng)雜（散）光測(cè)量方法》

3術(shù)語和定義

下列術(shù)語和定義適用于本文件。

3.1

雜散光Straylight

到達(dá)光學(xué)系統(tǒng)像面的非目標(biāo)、非成像光線，在探測(cè)器上形成的背景噪聲。（由進(jìn)入光學(xué)

或電子光學(xué)系統(tǒng)的部分輻射所引起的在該系統(tǒng)像面上的有害光照度，此輻射可以來自該系統(tǒng)

視場(chǎng)的外部或內(nèi)部。

3.2

點(diǎn)源透過率Pointsourcetransmittance

視場(chǎng)外離軸角為θ的點(diǎn)源目標(biāo)輻射，經(jīng)待測(cè)光機(jī)系統(tǒng)后在探測(cè)器上產(chǎn)生的輻照度Ed與待

測(cè)光機(jī)系統(tǒng)入口處的輻照度E0之比。

E

PSTd(1)

E0

4符號(hào)

下列符號(hào)適用于本標(biāo)準(zhǔn)

2

a)E0：入口處輻照度（W/m）；

2

b)Ed：探測(cè)器處輻照度（W/m）；

c)PST：點(diǎn)源透過率（無量綱）。

5測(cè)量原理

1

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圖1是用于測(cè)量待測(cè)光機(jī)系統(tǒng)點(diǎn)源透過率的典型裝置。點(diǎn)源透過率雜散光測(cè)試系統(tǒng)在準(zhǔn)

直系統(tǒng)焦面放置一個(gè)均勻發(fā)光的光源，經(jīng)準(zhǔn)直系統(tǒng)后出射平行光，模擬無窮遠(yuǎn)處點(diǎn)源輻射，

待測(cè)光機(jī)系統(tǒng)置于準(zhǔn)直光束中，并使其可以轉(zhuǎn)動(dòng)，改變光源相對(duì)待測(cè)光機(jī)系統(tǒng)的角度位置，

同時(shí)保證平行光束始終覆蓋待測(cè)光機(jī)系統(tǒng)入口。待測(cè)光機(jī)系統(tǒng)入口處和像面處的輻照度采用

光電探測(cè)器來測(cè)量。上述檢測(cè)信號(hào)之比即為點(diǎn)源透過率。測(cè)量點(diǎn)源透過率的特別條件是測(cè)試

系統(tǒng)必須有一個(gè)大動(dòng)態(tài)的光度范圍,通常這可以是107~108或更大。可采用中性衰減片組合

插入光源，實(shí)現(xiàn)測(cè)試所需的動(dòng)態(tài)量程。

圖1點(diǎn)源透過率雜光測(cè)試系統(tǒng)原理示意圖

1——光源；

2——準(zhǔn)直系統(tǒng)；

3——光電探測(cè)系統(tǒng)；

4——轉(zhuǎn)臺(tái)及相應(yīng)支撐結(jié)構(gòu)；

5——待測(cè)系統(tǒng)；

6——光陷阱；

7——暗室；

8——測(cè)試腔。

6.試驗(yàn)條件

6.1光源

6.1.1光譜特性

光源的輻射波段要與待測(cè)光機(jī)系統(tǒng)的工作波段相匹配，或光源的輻射波段要在待測(cè)光機(jī)

系統(tǒng)工作波段范圍內(nèi)。

6.1.2穩(wěn)定性

在整個(gè)點(diǎn)源透過率測(cè)量周期內(nèi)，輻照度隨時(shí)間變化應(yīng)小于5%。

2

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6.1.3均勻性

保證光源出射光的空間分布均勻性，使其經(jīng)準(zhǔn)直系統(tǒng)出射的平行光在待測(cè)光機(jī)系統(tǒng)有效

測(cè)試口徑范圍內(nèi)光束均勻性優(yōu)于80%。

6.2準(zhǔn)直系統(tǒng)

準(zhǔn)直系統(tǒng)無需很好地校正有關(guān)的像差（光束準(zhǔn)直性可達(dá)到分級(jí)甚至十分級(jí)別）。

6.2.1出射口徑

準(zhǔn)直系統(tǒng)出射光口徑應(yīng)略大于待測(cè)光機(jī)系統(tǒng)有效測(cè)試口徑，考慮到邊緣衍射、對(duì)準(zhǔn)精度，

通常準(zhǔn)直系統(tǒng)出射光口徑大于有效測(cè)試口徑的10%。

6.2.3準(zhǔn)直性

出射平行光束準(zhǔn)直性達(dá)到分級(jí)水平即可。

6.3光電探測(cè)器

6.3.1線性

連同放大器、讀取電路等在內(nèi)的光電探測(cè)器,在所使用的光強(qiáng)范圍內(nèi)應(yīng)保持線性，通常

線性優(yōu)于5%能滿足雜散光測(cè)量所要求的準(zhǔn)確度。

6.3.2穩(wěn)定性

在雜散光數(shù)測(cè)量的整個(gè)周期內(nèi)，光電探測(cè)系統(tǒng)靈敏度的變化應(yīng)小于2%。

6.3.3光電探測(cè)器保護(hù)窗口表面散射要求

若被測(cè)系統(tǒng)的雜光要考慮像面材料的表面影響,則在光電探測(cè)器測(cè)量孔周圍應(yīng)放置具有

和待測(cè)測(cè)系統(tǒng)像面同樣大小和反射特性的材料,以模擬像面材料表面散射的影響。在像區(qū)域

之外任何部分將光線反射到物鏡的反射率應(yīng)小于3%。若待測(cè)系統(tǒng)的雜光不包括像面材料的

表面影響,光電探測(cè)器表面的反射率應(yīng)小于3%。

6.4轉(zhuǎn)臺(tái)及相應(yīng)支撐結(jié)構(gòu)

轉(zhuǎn)臺(tái)提供被測(cè)系統(tǒng)方位轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)不同離軸角的PST測(cè)試。

6.4.1轉(zhuǎn)角范圍

對(duì)于對(duì)稱光學(xué)系統(tǒng)轉(zhuǎn)臺(tái)保證轉(zhuǎn)臺(tái)要保證可實(shí)現(xiàn)一維轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)角范圍必須覆蓋待測(cè)光機(jī)系

統(tǒng)的雜光規(guī)避角，轉(zhuǎn)角范圍建議±（0°~90°）。

6.4.2轉(zhuǎn)臺(tái)定位精度

轉(zhuǎn)臺(tái)定位精度優(yōu)于0.1°。

6.4.4消光要求

轉(zhuǎn)臺(tái)及相應(yīng)支撐結(jié)構(gòu)所有外露表面進(jìn)行消光處理，表面吸收率大于85%。

3

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6.5暗室

雜散光測(cè)試實(shí)驗(yàn)室內(nèi)壁要求密閉整體消光處理，降低外界環(huán)境光以及內(nèi)壁散射光對(duì)雜光

測(cè)試精度的影響。

6.5.1消光要求

暗室整體消光處理，頂棚和地面表面在可見光波段吸收率≥90%；側(cè)壁表面在可見光波

段吸收率≥95%。紅外波段可適當(dāng)降低要求。

6.5.2潔凈度、溫、濕度要求

暗室采用潔凈室，溫度控制在18~26℃，相對(duì)濕度控制在45%~65%。當(dāng)點(diǎn)源透過率PST

測(cè)試靈敏度要求10-6~10-7水平時(shí)，建議暗室空氣潔凈度達(dá)到十萬級(jí)到萬級(jí)即可；當(dāng)點(diǎn)源透過

率PST測(cè)試靈敏度要求10-8~10-9水平時(shí)，建議暗室空氣潔凈度達(dá)到千級(jí)到百級(jí)水平。

6.7光陷阱

光陷阱收集雜散光測(cè)試中殘余平行光束，消光比優(yōu)于1%。

6.8測(cè)試腔

要進(jìn)一步提高雜散光測(cè)試系統(tǒng)的測(cè)試精度建議搭建低散射、高潔凈的測(cè)試腔，才可保證

雜散光測(cè)試系統(tǒng)的PST測(cè)試閾值<10-8。

測(cè)試腔功能如下：

a)內(nèi)壁采用更高性能的內(nèi)壁材料進(jìn)一步抑制內(nèi)壁散射光；

b)測(cè)試腔體積小，又置于潔凈室內(nèi)，建議在測(cè)試腔內(nèi)部做二次潔凈，保證測(cè)試腔內(nèi)部

潔凈度不低于千級(jí)水平，此時(shí)空氣散射以空氣分子的瑞利散射為主，能進(jìn)一步抑制實(shí)驗(yàn)室內(nèi)

的空氣散射；

c)將光源傳輸空間和測(cè)試空間分離，將進(jìn)一步抑制來自光源以及暗室的雜光污染。

7待測(cè)光機(jī)系統(tǒng)

7.1清潔要求

在測(cè)量前應(yīng)對(duì)待測(cè)光機(jī)系統(tǒng)表面進(jìn)行清潔。

7.2消光要求

在測(cè)量中，對(duì)待測(cè)光機(jī)系統(tǒng)表面應(yīng)采用消光材料覆蓋。

8測(cè)試步驟

點(diǎn)源透過率雜散光測(cè)試步驟如下：

a)測(cè)量設(shè)備開機(jī)，檢查所有設(shè)備是否正常連接；

4

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b)等待系統(tǒng)穩(wěn)定后，光電探測(cè)器對(duì)準(zhǔn)準(zhǔn)直系統(tǒng)出射光，測(cè)量準(zhǔn)直系統(tǒng)出射光的響應(yīng)V0；

c）待測(cè)產(chǎn)品安裝，光電探測(cè)器安裝于待測(cè)光機(jī)系統(tǒng)焦面，光電探測(cè)器光敏面與待測(cè)光

系統(tǒng)焦面重合，安裝固定待測(cè)光機(jī)系統(tǒng)于轉(zhuǎn)臺(tái)上，使待測(cè)光機(jī)系統(tǒng)光軸與準(zhǔn)直系統(tǒng)光軸重合。

注意：安裝過程可調(diào)如衰減片，使準(zhǔn)直系統(tǒng)出射弱光，保護(hù)光電探測(cè)器。

d）數(shù)據(jù)采集和處理，旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)臺(tái)到指定角度θ，記錄探測(cè)器的響應(yīng)V(θ)。重復(fù)該過程，

記錄不同離軸角度下對(duì)應(yīng)的探測(cè)器響應(yīng)。

e)數(shù)據(jù)處理，待測(cè)光機(jī)系統(tǒng)的角度點(diǎn)源透過率PST(θ)：

maxV,/T,

PST(2)

=minV0/T0

λmin、λmax—光電探測(cè)器響應(yīng)的最短和最長(zhǎng)波長(zhǎng)。

V(λ,θ)，T(λ,θ)—離軸角為θ時(shí)，光電探測(cè)器在波長(zhǎng)λ處的響應(yīng)值和中性衰減片在波長(zhǎng)λ處

透過率。

V0(λ)，T0(λ)—光電探測(cè)器正對(duì)準(zhǔn)直系統(tǒng)出射光時(shí)，探測(cè)器響應(yīng)值和中性衰減片在波長(zhǎng)λ

處透過率。

在可見光波段，衰減片通常采用吸收型中性濾光片，通過鍍膜方式可保證可見光范圍內(nèi)

透過率曲線平坦，此時(shí)公式(2)可簡(jiǎn)化為：

V/T

PST(3)

V0/T0

如果測(cè)量系統(tǒng)采用激光光源，則待測(cè)光機(jī)系統(tǒng)的點(diǎn)源透過率PST(θ)計(jì)算公式同式(3)。

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附錄A

（規(guī)范性）

檢測(cè)重復(fù)性與相對(duì)誤差測(cè)量方法

A.1檢測(cè)的重復(fù)性測(cè)量方法

利用試驗(yàn)設(shè)備對(duì)待測(cè)光機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)際測(cè)試，每次測(cè)量結(jié)束后重新調(diào)整，并按原路徑重

新測(cè)量，測(cè)量3次，檢測(cè)重復(fù)性為3次測(cè)量中，待測(cè)光機(jī)系統(tǒng)的PST與3次測(cè)量PST平均

值的相對(duì)偏差的最大值，見公式(A.1)。

PSTPST

i

inspectionmax，1i10(A.1)

PST

式中：

εinspection——檢測(cè)重復(fù)性；

max——取最大值函數(shù)；

i——測(cè)量序號(hào)；

PSTi——第i次測(cè)量的PST；

PST——3次測(cè)量得到的PST平均值。

A.2檢測(cè)的相對(duì)誤差測(cè)量方法

檢測(cè)的相對(duì)誤差為對(duì)某一已知PST的待測(cè)系統(tǒng)，重復(fù)3次測(cè)量中，PST測(cè)量值與真實(shí)

值相對(duì)偏差的最大值，見公式(A.2)。

PSTjPSTreal

max，1j10(A.2)

precisionPST

real

式中：

εprecision——PST測(cè)量相對(duì)誤差；

max——取最大值函數(shù)；

j——測(cè)量序號(hào)；

PSTj——同一待測(cè)系統(tǒng)第j次測(cè)量的PST；

PSTreal——待測(cè)系統(tǒng)的真實(shí)PST.

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附錄B