为了进一步提高超分辨卫星载荷光学系统的空间分辨能力, 需对系统杂散光进行抑制, 以得到准确的原始图像.通过光线追迹方式, 分析了系统杂散光, 确认了杂散光的来源.通过Tracepro定量化分析和结构有限元分析, 在限制范围内, 不断优化、改进遮光罩尺寸及挡光环位置, 得到光学系统视场外点源透射比均在10-3以下, 验证了该杂散光抑制方案的有效性, 为卡塞格林光学系统的工程应用提供参考.

在高精度的点源透射比测试中, 测试环境中背景杂散光的影响不可忽视。为了提高点源透射比的测试精度, 研制了一种可有效抑制背景杂散光的高性能光陷阱系统。依据点源透射比测试理论和光辐射能量传输理论, 给出了光陷阱主要设计参数与点源透射比测试误差的定量数学关系; 提出了背景杂散光各级散射路径全面可控的光陷阱设计思路, 大大增加了背景杂散光到达成像视场前的散射次数; 通过多种光陷阱模型的仿真比对实验, 验证设计思路和模型的优越性。实验结果显示: Φ20 m的光陷阱系统可使口径Φ2 m、外形尺寸约2.8 m×3.5 m×11 m的光学系统的点源透射比测试误差达到1.49×10-10, 较相同实验室空间下未使用光陷阱的测试系统降低了约4个数量级, 较相同实验空间下国外现有光陷阱方案降低了两个数量级, 可用于大型太空望远镜的高精度点源透射比测试。

为了进一步提高点源透射比测试准确度, 明确点源透射比测试环境需求, 提出了一种定量分析空气洁净度对点源透射比测试准确度影响的方法.该方法以Mie散射理论为基础, 采用蒙特卡洛模拟方法, 对空气中尘埃的尺寸和数量进行随机模拟, 得到不同空气洁净度等级下空气中尘埃对点源透射比测试准确度的影响.以直径为800 mm、点源透射比设计值为10－9量级的某太空望远镜为例进行定量分析, 结果表明: 为了满足该空间光学系统的点源透射比测试需求, 空气洁净度等级应优于ISO class 6, 此时空气中尘埃引起的点源透射比测试误差约为10－10量级;ISO class每升高一级, 测试误差约增大10倍.

：杂散光分析是提高信噪比，保证测量精度的关键手段之一。依据星载大气主要温室气体监测仪光学系统结构及其工作特点，设计了仪器的外遮光罩和前置望远系统的遮光筒。建立仪器的三维实体模型，利用Tracepro软件对仪器氧气通道(758~768 nm)的杂散光进行了分析，给出系统杂散光点源透射比(PST,Point Source Transmittance)曲线， PST在30°离轴角小于5×10-7。依据PST拟合曲线，通过积分计算得到杂散光系数小于4%。结果表明：杂散光抑制措施效果明显，杂散光水平达到了设计指标要求。

考虑杂散光对星载大气痕量气体差分吸收光谱仪测量精度的影响，设计了遮光罩和其他消杂光结构来抑制杂散光，并对杂散光进行了分析。利用TracePro软件分析了系统紫外通道1(240~315 nm)的杂散光水平，确定了杂散光传输的一次、二次散射路径。根据杂散光传输路径，计算了杂散光评价指标点源透射比(PST)曲线，结果显示杂散光抑制措施效果明显，PST小于3×10-5，中心视场杂散光照度水平为5.472×10-4，最终杂散光水平达到了设计指标要求。采用截止滤光片法测量了系统的杂散光水平，结果表明：中心视场杂散光比值为8.167×10-4，和仿真结果接近，验证了仿真过程的准确性，说明设计的消杂光机构能够满足抑制系统杂散光的要求。

本文所分析的空间相机视场角比较大，引进的杂散光较难消除，故对遮光罩的设计提出了挑战。本文以点源透射比作为评价方法，以空间相机探测到的目标亮度为标准，计算出相机需要达到的杂散光抑制指标。以此指标为基础，根据空间相机自身的特性及遮光罩设计原则，设计出一个三段式二级遮光罩。在光学软件TracePro中对加上遮光罩的相机系统进行建模和仿真，由得出的点源透射比曲线证明设计的遮光罩能成功地抑制杂散光，可以满足空间相机的使用要求。

分析了离轴三反射望远镜的杂散光特性，给出了遮光罩设计的基本原则并进行了初步的设计.根据系统所要探测到的极限星等，通过计算得到了望远镜光学系统的点源透射比所必需满足的条件；在Tracepro杂光分析软件中建模，在方位角为0°、45°、90°、135°和180°时分别对0.1°～80°之间共15个离轴角度进行了光线追迹,通过计算得到了系统的PST曲线.结果表明，系统PST整体上是下降的且在离轴角30°以后接近指标要求，但在方位角0°和180°时，PST曲线在个别角度有突增的现象，通过光线追迹数据，得到了主要的杂光传输路径，提出了对遮光罩的修改方案并对其进行了修改.最后对改进后的系统重新进行了仿真分析.仿真结果表明，系统的杂光抑制能力达到了指标要求.