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什么是雜散光?如何消除?

2014-07-31 admin1

  雜散光(Stray light)是光學系統中不受歡迎的光線。成像系統和非成像系統都存在雜散光問題,甚至人眼都有這個問題。

  雜散光主要表現形式有:

  鬼像(Ghost):由光學表面的多次反射光形成。

  散射光線。

  來源自光學元件,機械表面(主要來源):鏡頭外殼,固定支架,遮光罩,攔光擋片等。

  遮光罩使用不當出現的漏光。


  雜散光的其它來源:

  衍射:由遮光罩邊緣引起的衍射;另外,由于衍射元件通常只處理一階衍射,其余階就成為雜散光的來源了。Lyout光欄是天文望遠鏡中消除衍射效應的典型器件。


  熱效應:探測器因環境因素,或機械結構和系統硬件引起的熱效應而產生雜散信號。


  雜光(Veiling Glare)是到達成像系統傳感器的雜散光,會導致成像系統性能的衰減。雜光主要有兩種成分:散射光和鬼像。一次反射鬼像影響最大的是高功率激光系統,二次反射鬼像主要影響成像系統和紅外系統。鬼像又分鬼像焦點像(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。由于光瞳是系統全視場能量積分處,所以其影響可能也會很大。


  對于高功率激光系統而言,除了要避免成像光路形成的內焦點,還要避免鬼像光路形成的鬼像內焦點。鬼像分析可分為軸上點近軸光路分析和照明方式的分析。前者就是用成像軟件進行鬼像光路分析完成。照明方式分析,實際就是采用商用照明軟件所使用的“二叉樹”(分裂光線)方法完成。一般而言,應用成像軟件進行鬼像光路分析,還可以優化光學系統結構,比如:ZEMAX、CODE V;照明可以完成雜光系數分析,當然,有一些照明軟件也可以優化機械結構,比如 LightToos、ASAP。


  幾種消雜光的辦法如下:

  1.更改光學類型,優化系統結構,或優化機械結構

  2.增加消雜光光欄

  3.用螺紋消雜光

  4.對鏡筒內壁采用無光發黑氧化,或者噴無光漆,或貼消光絨毛。

  5.對產生嚴重鬼像的光學面鍍增透膜。

  6.使用合理的遮光罩

  7.透鏡鏡片邊緣涂黑處理

標簽: 雜散光
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