在极地环境(如南极Dome A)中的光学系统,氧化铟锡(ITO)薄膜加热除霜有突出的优势.简述了ITO薄膜除霜原理,指出了目前采用的直流电、点状电极的加热设计存在局部过冷、电极过热、整体加热不均的情况,影响成像质量与除霜效果.给出了加热除霜效果的评估指标,提出了多相交流电、线状电极的新设计,并采用“主路径”分析法进行论证.然后以南极巡天望远镜(AST)为背景,对500 mm口径镜面进行有限元模拟,在等功率条件下,对各加热设计进行评估.使用红外热像仪测量实际镜面:采用新设计后,镜面温度均方差降低了81.65％,峰谷值降低了76.31％.实验结果表明:新设计大幅提高了加热除霜的均匀性和效率,改善了视宁度,有望应用于南极光学望远镜工程中.