基于微分光线追迹的内外辐射传递算法研究

为了定量研究光线光路中辐射能量的传输变化数理表达形式,实现用相对简单有效的光学内辐射传输替代复杂困难的系统全光路外辐射传输的技术过程,建立了光学系统内外辐射传递关系模型。模型结合辐射源的辐射模型和辐射能量在系统内部传输模型,利用微分光线追迹计算的方法,对携带辐射能量的光线传播路径进行分析研究。微分光线光学计算的方法对每一光学元件发射的辐射通量传输过程进行定量分析研究。光学系统的每个被分析的光学元件都被看作朗伯辐射源。而位于它后面的所有光学元件组成新的光学系统。待分析的光学元件发射的辐射通量经过后面的光学系统最终到达探测器面。据此理论分析,设计了光学系统内外辐射传输的理论模型和模型实现的算法程序。根据实验测量数据,应用于构建的模型,计算的最大相对误差为8.2%,平均相对误差为5.1%,对于红外光学系统的实际测量实验,可以满足测量的要求。