大口径空间滤波调制红外光谱仪定标方法

第４２卷第３期　ＶＯ１．４２　ＮＯ．３　红外与激光工程　Ｉｎｆｒａｒｅｄ　ａｎｄ　Ｌａｓｅｒ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　２０１３年３月　Ｍａｒ．２０１３　大口径空间滤波调制红外光谱仪定标方法　佟惠原，马勇辉，逯秭，朱小芳　（光学辐射重点实验室，北京１００８５４）　摘　要：红外辐射特性是对弱小目标进行探测与识别的重要依据，进行过辐射定标的大口径观测设　备适用于弱小目标红外辐射特性的获取。大１７径空间滤波调制红外光谱仪就是用于观测弱小目标的　设备之一。文中讨论了一种适合应用于大口径空间滤波调制红外光谱测量系统的辐射定标方法，该　方法由腔黑体加平行光管这种组合提供红外全谱段的标准辐射，计算了待定标光谱仪测量系统口面　处各通道的辐射照度，用于红外短中长波的标校。用最小二乘法拟合得到光谱仪响应ＤＮ值与辐射照　度之间的定标曲线，并给出了实际定标结果。最后分析了辐射定标不确定度的来源及合成结果，合成　定标不确定度在１０％之内，满足大口径空间滤波调制红外光谱仪的定标需求。　关键词：辐射定标；　红外光谱仪；　大口径　中图分类号：ＴＮ２１６　文献标志码：Ａ　文章编号：１００７—２２７６（２０１３）０３—０５６９—０５　Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ　ｍｅｔｈｏｄ　ｆｏｒ　ｌａｒｇｅ　ｄｉａｍｅｔｅｒ　ｓｐａｔｉａｌ　ｆｉｌｔｅｒ　ＩＲ　ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ　Ｔｏｎｇ　Ｈｕｉｙｕａｎ，Ｍａ　Ｙｏｎｇｈｕｉ，Ｌｕ　Ｙｉ，Ｚｈｕ　Ｘｉａｏｆａｎｇ　（Ｔｈｅ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｏｎ　Ｏｐｔｉｃａｌ　Ｒａｄｉａｔｉｏｎ　Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ　１００８５４，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｉｎｆｒａｒｅｄ　ｒａｄｉａｔｉｏｎ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ　ｉＳ　ａｎ　ｉｍｐｏｒｔａｎｔ　ｂａｓｉｓ　ｆｏｒ　ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｄｉｍ　ｔａｒｇｅｔ．Ｔｈｅ　ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｉｎｆｒａｒｅｄ　ｒａｄｉａｔｉｏｎ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ　ｏｆ　ｄｉｍ　ｔａｒｇｅｔ　ｎｅｅｄｓ　ｔｏ　ｕｔｉｌｉｚｅ　ｔｈｅ　ｌａｒｇｅ　ｄｉａｍｅｔｅｒ　ｃａｌｉｂｒａｔｅｄ　ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ．Ｓｐａｔｉａｌ　ｆｉｌｔｅｒ　ＩＲ　ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ　Ｃａｎ　ｂｅ　ｕｔｉｌｉｚｅｄ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｄｉｍ　ｔａｒｇｅｔ．Ａ　ｒａｄｉａｎｔ　ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ　ｍｅｔｈｏｄ　ｗａｓ　ｓｔｕｄｉｅｄ　ｉｎ　ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｗｈｉｃｈ　ｃｏｕｌｄ　ｂｅ　ａｐｐｌｉｅｄ　ｉｎ　ｌａｒｇｅ　ｄｉａｍｅｔｅｒ　ＩＲ　ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ　ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ　ｓｙｓｔｅｍ．Ｗｉｈ　ｔｈｉｓ　ｍｅｔｔｈｏｄ，ｔｈｅ　ｒａｄｉａｎｔ　ｅｘｉｓｔａｎｃｅ　ｏｆ　ｃｈａｎｎｅｌｓ　ａｒｏｕｎｄ　ｔｈｅ　ａｐｅｒｔｕｒｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ　ｍｅａｓｕｒｉｎｇ　ｓｙｓｔｅｍ　ｗａｓ　ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ　ａｃｃｏｒｄｉｎｇ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｓｔａｎｄａｒｄ　ｍｕｌｔｉｓｐｅｃｔｒａｌ　ｉｎｆｒａｒｅｄ　ｒａｄｉａｔｉｏｎ　ｓｕｐｐｌｉｅｄ　ｂｙ　ｔｈｅ　ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｂｌａｃｋｂｏｄｙ　ａｎｄ　ｃｏｌｌｉｍａｔｏｒ　ｔｕｂｅ，ａｎｄ　ｉｔ　ｗａｓ　ａｐｐｌｉｅｄ　ｉｎｔｏ　ｔｈｅ　ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｌｏｎｇ，ｓｈｏｒｔ　ａｎｄ　ｍｅｄｉｕｍ　ｗａｖｅ　ｉｎｆｒａｒｅｄ．Ｔｈｅ　ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ　ｃｕｒｖｅ　ｗａｓ　ｆｉｔｔｅｄ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｌｅａｓｔ　ｓｑｕａｒｅ　ｍｅｔｈｏｄ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ａｃｔｕａｌ　ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ　ｒｅｓｕｌｔ　ｗａｓ　ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ．Ｔｈｅ　ｏｒｉｇｉｎ　ａｎｄ　ｃｏｍｂｉｎｅｄ　ｒｅｓｕｌｔ　ｏｆ　ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ　ｕｎｃｅｒｔａｉｎｔｙ　ｗａｓ　ａｎａｌｙｚｅｄ，ｔｈｅ　ｃｏｍｂｉｎｅｄ　ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ　ｕｎｃｅｒｔａｉｎｔｙ　ｗａｓ　ｂｅｌｏｗ　１０％，ｗｈｉｃｈ　ｍｅｔ　ｔｈｅ　ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ　ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔ　ｏｆ　ｌａｒｇｅ　ｄｉａｍｅｔｅｒ　ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒｓ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ；ＩＲ　ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ；ｌａｒｇｅ　ｄｉａｍｅｔｅｒ　收稿日期：２０１２—０７—０５；　修订日期：２０１２—０８—０３　基金项目：国家自然科学基金（４０９０５０１１）　作者简介：佟惠Ｎ（１９８６－），男，硕士，主要从事红外辐射定标方面的研究。Ｅｍａｉｌ：ｔｈｙ１１５ｍａｃ＠ｙａｈｏｏ．ｃｏｍ．ｃｎ　５７０　红外与激光工程　第４２卷　Ｏ引言　为了获取弱小辐射源的红外光谱信息，需要使　用大口径的红外光谱测量系统。探索与其相适应的　辐射定标技术，才能使其测量数据准确有效。这不仅　关系到测量的成败，也直接影响到对辐射测量结果　的解释。传统的红外光谱仪定标方法是在室内使用　黑体或平行光管进行全孔径照射标校，但这种方法　对于大口径观测系统需要大口径面源黑体或大口径　平行光管，设备造价成本高，实现难度大，当口径大　到一定程度甚至无法实现。　文中针对大口径空间滤波调制红外光谱测量系统　进行定标方法研究。利用腔式黑体加小口径平行光管　的方法提供标准红外辐射，将测量系统的原始测量信　号转换为用于定量描述辐射源光谱信息的辐射照度　值，使得大口径测量系统能够满足定量测量的需求。　１定标原理　对于大口径的光谱测量系统，该方法用于定标　的平行光管口径小于待定标测量系统的口径，如图ｌ　所示。使用标准黑体作为定标源，黑体发出的辐射　通过光阑进入平行光管，光阑放在平行光管的焦面　处，实现对辐射源的模拟，光阑装有测温传感器，透　过光阑的辐射经平行光管转化为平行光输出到大口　径光谱测量系统入瞳处，同时入射到大口径光谱测　量系统人瞳处的还有光阑孔附近光阑盘的辐射以及　背景辐射。　图１平行光管加腔黑体法定标原理图　Ｆｉｇ．１　Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ　ｓｃｈｅｍａｔｉｃ　ｕｓｉｎｇ　ｐａｒａｌｌｅｌ　ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ　ｔｕｂｅ　ａｎｄ　ｂｌａｃｋｂｏｄｙ　对于采用空间滤波调制的大口径红外光谱仪，输　出信号由测量系统两列探测器差分得出信号，因此，　在工作过程中，一列探测器接收到的能量包括三部　分：黑体辐射、光阑盘辐射和背景辐射，另一列探测器　接收到的能量包括两部分：光阑盘辐射和背景辐射。　定表系统与测量系统框图如图２所示。　图２定标系统与测量系统框图　Ｆｉｇ．２　Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ　ｓｙｓｔｅｍ　ｂｌｏｃｋ　ｄｉａｇｒａｍ　设第ｉ个探测器单元面积为Ａ　，它经过光谱测　量系统的光学系统和平行光管后在定标黑体上的投　影面积为Ａ　，光谱测量系统的入瞳面积为Ａ。，焦距　为　，平行光管出射面积为Ａ　，焦距为－厂，平行光管对　光谱仪ｎ个通道的透过率分别为￣－ｉ（ｉ＝ｌ，２，３，…，ｎ），　黑体温度为　，黑体发射率为　，光阑盘温度为　，　光阑盘发射率为％，定标黑体在测量设备波段范围　的积分辐亮度为　（　），光阑盘在测量设备波段范　围的积分辐亮度为　（　）。　黑体通过光阑孔能被第ｆ个探测器接收到的辐　通量为：　ｌ＝Ｌ￣（Ｔｂｂ）Ａ抽鲁　（１）　光阑孔附近的部分光阑盘能被第ｆ个探测器接　收到的辐通量为　。第ｆ个探测器接收到的背景辐　通量为　。　观测到目标的探测器上接收到的入瞳处的能量　照度可表示为：　ＥＡ＝『　（　Ａｃ　＋　＋　］　１，（　ｌ，２，…，ｎ）（２）　观测背景的探测器上接收到的入瞳处能量照度　可表示为：　＝Ｌｄｐｈ（Ｔｄｐｈ）Ａ拍笋　＋　＋　］　１’（ｆ＝ｌ，２，…，ｎ）（３）　光谱仪对消后的信号可以用等效于直接照射到　光谱仪全孔径的有效照度来表示，即入射的辐通量　平均分配到光谱仪全孔径面积上，不妨在此称它为　等效辐射照度：　Ｅ＝ＥＡ—ＥＢ＝（Ｌｔ，（Ｔｂｂ）一厶枷（　）　笋暑，　第３期　佟惠原等：大口径空间滤波调制红外光谱仪定标方法　５７１　（　ｌ，２，…，４５）　（４）　由上式即可确定光谱测量系统入瞳处的等效辐　２试验方法与结果　射照度，再根据系统输出的响应灰度信号，就可以实　现对光谱测量系统的光谱辐射标校。　一在辐射定标过程中，在设定温度上连续采样６００　次，并将最终观测结果求平均值，从而得到每个亮度　对应的系统输出灰度值，最后利用曲线拟合的方法　得到定标曲线。定标流程如图３所示。　元回归是处理两个变量之间的关系，即两个　变量　和Ｙ之间若存在一定的关系，则通过实验，分　析所得数据，找出两者之间关系的模型。假如两个变　量之间的关系是线性的就称为一元线性回归，这就　是工程上和科研中常遇到的曲线拟合问题。而最小　二乘法又是科学实验中求取最佳值及误差估计的有　力数学工具，在曲线拟合中又具有独到的好处。　定标过程主要针对几个温度点，而对于整个温　　ｌＳｅｔ　ｂｌａｃｋｂ。ｄｙ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｓｅｑｕｅｎｃｅ　ｌ　ｌ　Ｉ　Ｈｅａｔｉｎｇ　Ｉ　ｌ，　厂—　ｌ　ｓ协　－　ｏｎ卜］‘　　Ｉ　ｃ川　ｃ。ｍｍａｎａ　　ＩＩ　ｃ。－　ｅ：ｔ　ａ　ｆ　ｉ　ｃｏ　ｅｃｔ　ａｃ　ｓｒｏｕｎａ　ａａｔａ　Ｌ————　／Ｆｉｎｉｓｈ土＼　卜——　　Ｎ　／Ａ１１　ｐｏｉｎｔ＼、、、、、、　／／　Ｃｏｍｐｕｔｅ　ｉｌｌｕｍｉｎａｔｉｏｎ　ｌ　度范围来说，必须知道任意温度所对应的探测器输　出值，因此，需要根据已设定的温度得到成像系统在　整个工作温度范围内的定标曲线，从而完成整个定　标过程。探测器输出与入射辐照度成线性关系，因　此，使用方法为线性曲线拟合。　‘　Ｇｅｔ　ＤＮ　ｌ　　ｌＧｅｎｅｒａｔｅ　ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ　ｅ．１１ｉｖｅｓ　Ｉ　图３定标流程图　Ｆｉｇ．３　Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ　ｆｌｏｗ　ｄｉａｇｒａｍ　红外光谱仪部分通道测量数据如表ｌ所示。其　表１测量数据表　Ｔａｂ．１　Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ　ｄａｔａ　中，通道１、２为中波两通道，通道３为长波通道。　所示。　利用线性回归方法拟合出定标曲线ｙ＝ａ。＋ａｌｘ，　光谱仪部分通道定标系数如下，红外光谱仪振镜方　式部分通道拟合结果如表２所示。　表２定标结果表　Ｔａｂ．２　Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ　ｒｅｓｕｌｔ　图４通道１定标结果　通道ｌ、通道２、通道３的坐标曲线分别如图４－６　Ｆｉｇ．４　Ｒｅｓｕｌｔ　ｏｆ　ｃｈａｎｎｅｌ　１　５７２　红外与激光工程　第４２卷　图５通道２定标结果　Ｆｉｇ．５　Ｒｅｓｕｌｔ　ｏｆ　ｃｈａｎｎｅｌ　２　Ｉｌｌｕｍｉｎａｎｃｅ　图６通道３定标结果　Ｆｉｇ．６　Ｒｅｓｕｌｔ　ｏｆ　ｃｈａｎｎｅｌ　３　３误差分析　误差分析是衡量定标系统和方法的重要标准，　保证测量系统能够满足定量测量的置信度要求。计　算光谱仪等效辐射照度的公式如公式（４）所示，可以　得知等效辐射照度Ｅ的不确定度与输人量　，Ａ拍，　Ａ　，Ａ。，　，　，％，　，，的不确定度有关，这些物理　量的不确定度如下：　：平行光管反射率。在包含因子ｋ＝２（９５％置信）　时给出的相对扩展不确定度　（　）＝３％，相对标准　不确定度Ｕｒｅｌ（　）＝１．５％。　Ａ　：平行光管出瞳面积。平行光管出瞳有效口径　测量值在不确定范围内的概率分布为均匀分布，　此时包含因子足＝、／３，出瞳面积的相对标准不确定　度“一（Ａ　）＝　＝０．０６％。　Ａ　Ａ。：望远镜入瞳面积。望远镜人瞳有效口径　在　不确定范围内的概率分布为均匀分布，此时包含因　子　＝、／３，出瞳面积的相对标准不确定度　（Ａ。）＝　ｕ（Ａｏ）一：０．１９％。　％：定标黑体的发射率。黑体发射率钆＝０．９２，在　包含因子ｋ＝２（９５％置信）时给出的相对扩展不确定度　己　（ｓ　＝０．４％，相对标准不确定度“一（　＝　＝０．２％。　砧　：定标黑体的温度。在包含因子ｋ＝２（９５％置　信）时给出的扩展不确定度　Ｔ￣）－－０．５Ｋ，标准不确定　度“（　）：　＿）：０．２５　Ｋ。当　：　：５ｏ　Ｏｃ：３２３．１５　Ｋ　，ｃ　时，相对标准不确定度最大，“　）：　＝０．０８％。　１抽　Ａ　：光阑孔面积。光阑孔有效口径　测量值在　不确定范围内的概率分布为均匀分布，此时包含因　子　＝、／３，光阑孔面积的相对标准不确定度“叫（Ａ　）＝　＝０．２８％。　Ａ抽　％：光阑盘发射率。背景参考板发射率％＝０．９，　在包含因子ｋ＝２（９５％置信）时给出的相对扩展不确　定度‰（　＿２％，相对标准不确定度‰（　＝　＝　‘，撤Ｓ　１％。　：光阑盘温度。在包含因子ｋ＝２（９５％置信）时　给出的扩展不确定度　＝０．５　Ｋ，相对标准不确定　度Ｈ一（　：　＝０．０８５％。　蜥　厂：平行光管焦距。在包含因子ｋ＝２（９５％置信）时　给出的相对扩展不确定度　（，）＿２％，相对标准不确　定度Ｕｒｅ１　＝１％。　合成标准不确定度　ｄｄ＝（［　叫（　）】　＋［　Ｉｅｌ（Ａ　）］。＋［　一（Ａ　）】　＋【“一（Ａ。）】　＋　［　砌∽］　＋［“　（　）】　十［４“—（　）】　＋［“叫（８　ｈ）］　＋　［４“一（Ｚ　）】　）‘＝２．１５％　在包含因子ｋ＝２（９５％置信）时给出相对扩展不　确定度　Ｅ）＝４．３％。　在包含因子ｋ＝２．６（９９％置信）时给出相对扩展不　确定度　Ｅ）＝５．５９％。　４结论　文中讨论了适合应用于大口径空间滤波红外光　谱测量系统的定标方法，由腔黑体加平行光管这种　组合提供红外全谱段的标准辐射，满足各种光谱仪　设备的定标需求，利用空间滤波调制对消背景辐射　提高了定标的精度，受环境影响小，定标不确定度控　第３期　佟惠原等：大口径空间滤波调制红外光谱仪定标方法　５７３　制在１０％之内，满足大Ｅｌ径光谱测量系统定标需求。　但由于黑体温度范围、平行光管口径及该方法的局　限性，只能实现中温段的定标。线性拟合算法只适用　于探测器响应的线性区定标，如需扩展定标范围，可　采用高次多项式拟合算法。同时，该方法稍作改进也　可用于红外ＦＰＡ的辐射定标。　参考文献：　【１］Ｔａｎｇ　Ｊｉａ，Ｇａｏ　Ｘｉｎ．Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ　ｍｅｔｈｏｄ　ｆｏｒ　ｉｎｆｒａｒｅｄ　ｒａｄｉａｔｉｏｎ　Ｘｉｉａｄｎ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　Ｐｒｅｓｓ，２００４：５７—７４．（ｉｎ　Ｃｈｉｎｅｓｅ）　张建奇，方小平．红外物理［Ｍ】．西安电子科技大学出版　社，２００４：５７－７４．　Ｌｉ　Ｘｉｎｓｈｅｎｇ，Ｒｅｎ　Ｊｉａａｎｗｅｉ，Ｚｈａｎｇ　Ｌｉｇｕｏ，ｅｔ　ａ１．Ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｏｎ　ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ　ｄｅｖｉｃｅ　ｆｏｒ　ａ　ｌｒｇｅ　ａｐｅｒａｔｕｒｅ　ｉｎｆｒａｒｅｄ　ｏｐｔｏ—ｅｌｅｃｔｒｉｃ　ｓｙｓｔｅｍ　ｏｎ　ｓｐｏｔ［Ｊ】．Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｏｐｔｏｅｌｅｔｒｏｎｉｃｓ　Ｌａｓｅｒ，２００６，　１７（２）：１７５—１７８．（ｉｎ　Ｃｈｉｎｅｓｅ）　李宪圣，任建伟，张立国，等．大口径红外光电系统现场辐射　定标装置的研制【Ｊ】．光电子・激光，２００６，ｌ７（２）：１７５－１７８．　Ｇｒｅｇ　Ｍａｒｌｓ，Ｊａｃｋ　Ｇｒｉｇｏｒ，Ｊａｙ　Ｊａｍｅｓ，ｅｔ　ａ１．Ｒａｄｉａｎｃｅ　ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｒｇｅｔａ　ｐｒｏｊｅｃｔｏｒｓ　ｆｏｒ　ｉｎｆｒａｒｅｄ　ｔｅｓｔｉｎｇ【Ｃ］／／ＳＰＩＥ，　２００６．６２０７：ｌ—ｌ１．　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　ｍｅａｓｕｒｉｎｇ　ｓｙｓｔｅｍ　ｏｆ　ｔｅｓｔ　ｒａｎｇｅ【Ｊ］．Ｉｎｆｒａｒｅｄ　ａｎｄ　Ｌａｓｅｒ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２００６，３５（２）：２６６—２７０．（ｉｎ　Ｃｈｉｎｅｓｅ）　Ｗａｎｇ　Ｘｉａ，Ｇａｏ　Ｚｈｉｙｕｎ，Ｚｈａｎｇ　Ｊｉａｎｙｏｎｇ，ｅｔ　ａ１．Ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｏｎ　唐嘉，高听．靶场红外特性测量系统标定方法研究【Ｊ】．红　外与激光工程，２００６，３５（２）：２６６－２７０．　［２］　Ｚｈａｎｇ　Ｊｉａｎｑｉ，Ｆａｎｇ　Ｘｉａｏｐｉｎｇ．Ｉｎｆｒａｒｅｄ　Ｐｈｙｓｉｃｓ［Ｍ】．Ｘｉ　ａｎ：　ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ　ｍｅｔｈｏｄ　ｏｆ　ｔｈｒｅｅ　ｂａｎｄ　ｉｎｆｒａｒｅｄ　ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　ｒａｄｉｏｍｅｔｅｒ［Ｊ］．Ｏｐｔｉｃａｌ　Ｄｅｓｉｇｎ　ａｎｄ　１３３—１３８．　，２００２，４９２７：　ｒ一一一一～一、　ｊ下期预览｛　一一一一＋＿＋一＋　大口径望远镜主镜保护盖设计研究　陈宝刚，王帅，杨飞，张景旭　（中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，吉林长春１３００３３）　摘　要：针对某米级光学望远镜设计了四门对开花瓣式主镜保护盖。简要介绍了国内外已建成大口径望远　镜主镜保护盖的主要结构形式，利用铰链四杆机构的演化偏置曲柄滑块机构为基体进行优化设计，得出一种　不需曲柄存在的四杆机构，建立运动学模型，对其受力状态进行分析，计算了电机所需的驱动力矩、滑块的移　动位移及镜盖开关时间。实际工程应用表明，该保护盖对主镜能够有效防尘及保护，单次打开或关闭时间约　为６２．５　Ｓ，在长春地区无故障使用时间大于一年，免维护开关次数大于５００次。满足系统设计要求，为后续研　究者提供了设计参考。