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只看樓主正序閱讀樓主發(fā)表于: 2021-09-29

雜散光問題出現在幾乎所有的光機系統或者照明系統中。通過遮擋或者移除零件、表面涂漆或者在光學器件表面鍍膜都可以減少或者消除雜散光。在本案例中，我們將闡述雜散光的定義并且介紹怎樣利用FRED來分析和避免雜散光問題。

1. 什么是雜散光？

簡單來說，雜散光就是系統不需要的噪音，它是由光機結構、視場外光源或者不完善的光學零件產生的，還有可能是由光學或系統自身的熱輻射引起的。FRED 善于發(fā)現這些不需要的噪音，它將運用它的虛擬樣機研究分析能力來幫助我們消除它。

在成像系統中，雜散光的成因有很多，具體如下：

鬼像

之所以叫作鬼像是因為像面離焦或者是由明亮的光源成鬼影一樣的像。鬼像是由透鏡表面的反射引起的。光線從透鏡表面反射偶數次就會形成鬼像。有兩次反射鬼像，四次反射鬼像等等。僅一個鏡面（比如卡塞格林望遠鏡）構成的光學系統是不會形成鬼像的。如果陽光在拍攝視場內或附近時，鬼像就會出現在影像中。汽車的頭燈或者街燈也會在夜間攝影時造成雜散光。如果光亮源很小，各個鬼像會形成光學系統的孔徑光闌的形態(tài)。在下圖1中呈現的就是一個很好的鬼像例子，其中一個雙膠合透鏡有著完美鍍膜的透鏡而另外一個光學系統的透鏡則沒有鍍任何膜。追跡由一點發(fā)出的21*21的光線以覆蓋系統的第一片透鏡。

圖1.兩個雙膠合透鏡，上面的雙膠合透鏡的各個透鏡表面都鍍有理想的增透膜。下面的雙膠合透鏡由于其透鏡沒有鍍膜，各個光學表面有菲涅爾損耗從而產生鬼像。我們已經改變了在各個表面的光線追跡控制，因此從這個表面反射的由于菲涅爾損耗而出現的光線變成了藍色。這種反射正是下方光學系統雜散光的成因。

直接入射

在諸如卡塞格林式系統中，當中心遮攔太大或者望遠鏡鏡筒太短的時候，就會發(fā)生直接入射。視場以外的光線能夠進入望遠鏡，直接越過次鏡，穿越主鏡的開孔，從而以雜散光的形式直接打到焦平面上。如下圖2所示的那種望遠鏡系統，假如陽光可以直接進入的話，那這種雜散光危害是非常大的，對系統來說簡直就是一場災難。

圖2.圖中所示綠色光線是軸外光源發(fā)出的光線，該光線繞開所有的光學部件并且直接進入探測器上。FRED 的3D可視化效果和用戶自定義光路的能力，使得這個問題很容易被發(fā)現。


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