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杂散光的概述

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发表于 2018-3-30 11:35:14 | 显示全部楼层 |阅读模式

杂散光(Stray light)是光学系统中不受欢迎的光线。成像系统和非成像系统都存在杂散光问题,甚至人眼都有这个问题。

杂散光主要表现形式有:

鬼像(Ghost):由光学表面的多次反射光形成。

散射光线。

来源自光学元件,机械表面(主要来源):镜头外壳,固定支架,遮光罩,拦光挡片等。  

遮光罩使用不当出现的漏光。

杂散光的其它来源:

衍射:由遮光罩边缘引起的衍射;另外,由于衍射元件通常只处理一阶衍射,其余阶就成为杂散光的来源了。Lyout光栏是天文望远镜中消除衍射效应的典型器件。

热效应:探测器因环境因素,或机械结构和系统硬件引起的热效应而产生杂散信号。

杂光(Veiling Glare)是到达成像系统传感器的杂散光,会导致成像系统性能的衰减。杂光主要有两种成分:散射光和鬼像。一次反射鬼像影响最大的是高功率激光系统,二次反射鬼像主要影响成像系统和红外系统。鬼像又分鬼像焦点像(ghost focus images)和鬼像光瞳像(Ghost pupil images)。前者是由物面形成的,后者由光瞳形成的。由于光瞳是系统全视场能量积分处,所以其影响可能也会很大。

对于高功率激光系统而言,除了要避免成像光路形成的内焦点,还要避免鬼像光路形成的鬼像内焦点。鬼像分析可分为轴上点近轴光路分析和照明方式的分析。前者就是用成像软件进行鬼像光路分析完成。照明方式分析,实际就是采用商用照明软件所使用的“二叉树”(分裂光线)方法完成。一般而言,应用成像软件进行鬼像光路分析,还可以优化光学系统结构,比如:ZEMAX、CODE V;照明可以完成杂光系数分析,当然,有一些照明软件也可以优化机械结构,比如LightToos、ASAP。

几种消杂光的办法如下:   

1.更改光学类型,优化系统结构,或优化机械结构  

2.增加消杂光光栏

3.用螺纹消杂光   

4.对镜筒内壁采用无光发黑氧化,或者喷无光漆,或贴消光绒毛。

5.对产生严重鬼像的光学面镀增透膜。

6.使用合理的遮光罩  

7.透镜镜片边缘涂黑处理


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