什么是雜散光?如何消除?
雜散光(Stray light)是光學系統(tǒng)中不受歡迎的光線。成像系統(tǒng)和非成像系統(tǒng)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(xiàn)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(xiàn)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(huán)境因素,或機械結構和系統(tǒng)硬件引起的熱效應而產(chǎn)生雜散信號。
雜光(Veiling Glare)是到達成像系統(tǒng)傳感器的雜散光,會導致成像系統(tǒng)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(tǒng),二次反射鬼像主要影響成像系統(tǒng)和紅外系統(tǒng)。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(tǒng)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(tǒng)而言,除了要避免成像光路形成的內(nèi)焦點,還要避免鬼像光路形成的鬼像內(nèi)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(yōu)化光學系統(tǒng)結構,比如:ZEMAX、CODE V;照明可以完成雜光系數(shù)分析,當然,有一些照明軟件也可以優(yōu)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(yōu)化系統(tǒng)結構,或優(yōu)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(nèi)壁采用無光發(fā)黑氧化,或者噴無光漆,或貼消光絨毛。
5.對產(chǎn)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