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什么是杂散光?丨知识星球

2021-12-25 17:10| 发布者:Davis| 查看:2952| 评论:0|原作者: IVD开发者联盟

摘要:本文介绍了在光学和照明系统中常见的杂散光问题,并详细解释了FRED如何分析和消除这些问题。其中包括鬼像、直接入射、多次散射光线等成因,以及遮光罩设计的基本目的。了解杂散光问题能帮助我们更好地优化光学和照明系统的性能。


杂散光问题出现在几乎所有的光机系统或者照明系统中。通过遮挡或者移除零件、表面涂漆以及在光学器件进行镀膜都可以减少或者消除杂散光。在本文中,我们会对杂散光做出定义并且说明怎样利用FRED来分析和减少杂散光问题。

 什么是杂散光?

简单来说,杂散光就是不需要的噪光, 它是由光机结构、视场外光源或者不完善的光学零件产生的,或者由光学或者照明系统自身的热辐射引起的。FRED 善于发现这些不需要的噪音,它将运用它的虚拟样机研究分析能力来帮助我们消除它。

在成像系统中,杂散光的成因有很多,具体如下:

鬼像

它之所以叫鬼像正是因为像面离焦或者是由明亮的光源成鬼影一样的像。鬼像是由透镜表面的反射引起的。光必须从透镜表面反射偶数次才会形成鬼像。有两次反射鬼像,四次反射鬼像等等。仅一个镜面(比如卡塞格林望远镜)构成的光学系统是不会形成鬼像的。如果阳光在拍摄视场内或附近时,鬼像就会出现在影像中。汽车的头灯或者街灯也会在夜间摄影时造成杂散光。

直接入射

在诸如卡塞格林式系统中,当中心遮拦太大并且/或者望远镜镜筒太短的时候,直接入射就会发生。视场以外的光线能够进入望远镜,直接越过次镜,穿越主镜的开孔,从而以杂散光的形式直接打到焦平面上。假如阳光可以直接进入的话,那这种杂散光危害是非常大的,对系统来说简直就是一场灾难。

杂散光源,比如太阳,直接照射到光学系统的时候就会产生单次散射光。部分散射光线经过光学系统之后,会照射到焦平面。我们认为它散射进了视场。而一旦光线散射进了视场,它就变成了杂散光,要想消除这种杂散光,则不可避免地会伴有渐晕现象。所以遮光罩设计的基本目的就是不让光线照射到系统上。

多次散射光线

即使散射光源不直接照射光学器件, 散射光也会间接产生。首先散射光源照射到遮光罩表面发生散射,然后照射到光学器件。由此造成的杂散光总是比直接照射的散射光要小, 但是它还是因为足够大而要引起注意。

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