表面损伤衍射双向反射分布函数模型建立及分析

陆 敏，王治乐，张树青

（哈尔滨工业大学航天学院空间光学工程研究中心，黑龙江 哈尔滨 150001）

1 引言

光学系统设计人员在设计系统时必须考虑杂散光存在时的整体性能裕度。为了获得高的信噪比，必须控制外辐射源到达焦平面产生的散射量。在许多系统中，光学元件表面损伤的散射是场外杂散光传输到焦平面的重要路径。在实际工作中，对光学元件表面损伤进行检测以及提供合理的表面损伤检测标准是确保高功率激光装置、精密光学系统及红外光学探测系统等有效运行的基础和关键[1]。现在光学元件表面损伤的非接触检测方法主要为人工目视检测法。此外，还有人采用暗场显微散射法、自适应滤波成像法、全内反射显微法、激光共聚焦显微检测法以及光切断法对光学元件的表面损伤进行检测[2-3]。当前利用放大镜或显微镜对表面损伤进行目视检测仍是最为普遍的方法，这种方法对检测人员的实际经验要求较高、主观性强、费时费力、工作强度大。现有的检测方法也不能应对不同的检测标准，存在仪器指标开发过剩或不足的问题，无法实现生产过程中的自动化检测。此外，表面损伤检测标准也没有科学的依据，损伤标准与损伤产生的散射量没有用量化关系来描述。

当前已经发展出一些基于实验直接测量的表面损伤散射研究，但是基于模型的研究方法较少，Germer T A 利用几何光学理论和菲涅耳方程计算了在瑞利极限下反射面内外（表面脏污和表面损伤）一定距离的小粒子散射光的角度依赖性和偏振度[4]。……