光學設計中的雜散光從哪來?在設計中“雜散光”概念的詮釋和理解對于不同的光學設計者目前并不一致,導致設計者之間的交流受阻,在某種程度上阻礙了雜散光分析與抑制領域的發(fā)展進步。
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雜散光指的是非設計需要的光線通過光學系統(tǒng)后到達像面,是對光學系統(tǒng)中非正常傳輸光的概括,最終在像面形成不同類型的偽像。 nsZDZ/jx
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在設計光學系統(tǒng)的過程中為保證系統(tǒng)的正常運行,要盡可能將雜散光降低。任何光學系統(tǒng)都會存在雜散光,特別是鏡頭應用于以下情況:太陽或各類明亮光源觀察物體形成雜散光造成鬼像;高精度輻射度測量如衛(wèi)星或其他太空傳感器雜散光對精度影響較大;投影系統(tǒng)工作時對比度會因雜散光降低;紅外相機工作時系統(tǒng)自身紅外輻射形成雜散光對系統(tǒng)造成影響;光譜和其他多光譜測量時雜散光引起頻譜之間的串擾。雜散光的來源可以總結為三類: _u#/u2<
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成像類雜散光 WH{cJ7wCL
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成像類雜散光是可見光光學系統(tǒng)中需要重點分析的雜散光來源之一,預期設計的光線經(jīng)過折射光學元件后,少量的光線發(fā)生散射、反射后最終仍然到達像面,對正常光路成像產(chǎn)生負面影響。 )W[KD,0+j
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值得一提的是,無論光學系統(tǒng)中折射元件即透鏡表面如何處理,透鏡表面都無法做到完全光滑避免散射,也無法將表面的反射率控制為零,不可避免出現(xiàn)少量反射光線。 oN.Mra]D
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對于成像類光學系統(tǒng),若系統(tǒng)中的透鏡數(shù)量過多或工作時面對的光源能量較強,雜散光對于成像的負面影響就會被放大,例如像面出現(xiàn)非常明顯的亮環(huán)或亮斑。 Sja"(sJ
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系統(tǒng)元件自身的輻射 A28ZSL
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例如紅外光學系統(tǒng)自身會產(chǎn)生紅外輻射,或帶有驅動系統(tǒng)或其他電子系統(tǒng)的光學結構當工作時間過長時,溫度上升后也會產(chǎn)生熱輻射,這些內(nèi)部元件產(chǎn)生的雜散光嚴重時導致在像面形成噪聲。 db{NKwpj'
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其他光源的影響 {;]uL`abi?
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例如太陽光和其在不同類型的表面例如地面、大氣層等產(chǎn)生的折射、反射和散射等進入光學系統(tǒng),當能量過大時,通過光學系統(tǒng)后在像面形成噪聲,影響成像質量。