光学系统成像过程中,探测器上能接收到的光束除按正常光路进行的光束以外,还存在少量非成像光束,这些非成像光束在探测器上扩散的现象称为杂光现象。杂光的存在会导致光学系统成像质量下降,因此,杂光分析和杂光抑制是光学系统设计过程中必不可少的环节。本文详细研究了光学系统杂散光分析的基本理论,对光学系统杂光评价指标杂光系数(VGI)和点源透过率(PST)做了细致的分析。长期以来,人们致力于杂光系数的准确检测,并从理论与实验上相继开展了许多研究工作。一般情况下,杂光系数都是在光学系统加工装调完成之后,才运用实测方法得到,且如果实测结果达不到设计时的要求,需对光学系统的杂光抑制方法进行调整以增强其抑制效果。本文提出了一种在光学设计阶段求得杂光系数的方法。该方法运用光学仿真软件TracePro为光学系统进行建模、分析和光线追迹,运用数学分析软件Matlab对仿真结果进行拟合,最终求得杂光系数。由于折反射式光学系统(如卡塞格林系统、R-C系统等)口径较大、且主镜中心有一圆形孔径,杂光对此类系统的影响十分严重。本文对折反射式光学系统的消杂光措施如遮光罩、挡光环等进行了详细的研究。在设计遮光罩时发现,运用传统方法设计的遮光罩要么外遮光罩长度过长,造成光机系统重量和体积严重增加;要么次镜遮光罩口径较大,使系统中心遮拦增大,造成像面上成像光束照度降低。针对这一问题,本文提出了一种内嵌式遮光罩设计方法。对一典型R-C型光学系统进行内嵌式遮光罩设计,并与传统方法设计的遮光罩进行对比,结果表明,采用内嵌式遮光罩,可使光学系统外遮光罩长度明显缩短,中心遮拦减小,同时杂光抑制能力良好。