杂散光
光机系统中的杂散光的抑制与控制

光机系统中的杂散光的抑制与控制光机系统中的杂散光的抑制与控制几乎所有的成像系统都会产生杂散光或不需要的光线。
在成像系统中的杂散光是从光源发出的光线入射至系统,通过不同方式到达成像面成为不需要的光线。
杂散光也发生在非成像系统,通常以两种方式呈现:鬼影(Ghost)及散射光(Scatter light)。
本文讨论杂散光的成因以及如何在两种机构系统中减少杂散光。
杂散光的几种成因成像系统中的杂散光主要有几种来源。
依照其严重程度表列如下,不过其程度依光机系统不同而有所不同“直接入射”主要发生在反射式系统反射式光学系统及窗口的鬼影一次散射是来自于未优化的遮光板或的高反射的接收器多次散射来自于优化的遮光板在卡塞格仑型系统中,当中心遮栏太大或者望远镜的镜筒太短时,会出现”直接入射”。
视场外的光线也可以进入望远镜,穿过第二个反射镜,通过主反射镜的小孔,直接照射到焦面上,而成为杂散光。
如果太阳光线允许进入望远镜,则这种类型的杂散光线是一种灾难。
鬼影之所以这样叫是因为它们不在焦点上,或者看起来像光源的亮点。
鬼影是由透镜表面的反射所引起的。
要产生鬼影,光线必须从透镜表面反射偶数次。
所以会有二次反射鬼影,四次反射鬼影等。
如果只有一个面的反射镜的光学系统(如卡塞格仑(Cassegrain)望远镜)不会产生鬼影。
在照相的时候,如果太阳在观察的视场里面或者它的附近,则太阳会产生鬼影。
晚上照相的时候,汽车的顶灯和街灯也会产生鬼影。
如果亮光源小,每个鬼影的形状就是光学系统的孔径光栏的形状。
如果鬼影聚焦在像面上,则它看起来像光源。
当光源,如太阳,直接照射到系统中的光学组件时,会出现一次散射的光。
有一部分光线散射的方向使它能够到达像面。
我们说这部分光线散射到视场里面。
一旦光线散射到视埸里面,它就成为杂散光,如果不产生渐晕,则没有办法消除它。
因此遮光板的主要目的是光线使不直接照射到光学组件上。
即使杂散光源不直接照射到光学组件上,但首先通过挡光板表面进行散射,然后照射到光学组件上它们也可以间接地产生杂散光线。
光谱仪杂散光抑制
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光谱仪杂散光抑制是光谱分析中的重要环节,对于提高测量精度和减小误差具有重要意义。
杂散光是指光谱仪中除目标光谱外的其他光谱成分,它们可能来源于仪器内部、样品本身或外部环境。
杂散光会影响目标光谱的测量结果,导致测量误差增大。
为了抑制杂散光,可以采取以下措施:
1.提高仪器制造精度:通过提高仪器制造精度,减少内部反射和散射,从而降低杂散光。
2.选择合适的样品处理方法:对于某些样品,可能需要进行预处理以减少杂散光。
例如,对于含有颗粒物的样品,可以通过研磨或过滤等方法去除颗粒物。
3.优化实验条件:通过调整实验条件,如光源、光学元件的位置和角度等,以减少杂散光。
4.采用适当的算法:采用适当的算法对测量数据进行处理,以减小杂散光对测量结果的影响。
例如,可以采用背景消除法或最小二乘法等方法。
总之,光谱仪杂散光抑制是提高测量精度和减小误差的关键环节。
通过采取一系列措施,可以有效地抑制杂散光,提高光谱分析的准确性和可靠性。
紫外、可见分光光度计杂散光检定的建议

■睢嚣囡圆五l721B型),对于光栅型可见分光光计,按现行检定规程应在360nm处检定杂散光,经检定此处杂散光为0.O%;但是在420nm处检定发现:此处的杂散光竟然达到12.0%之大,远超过了现行检定规程规定的杂散光计量性能的合格要求。
乍看无法理解,但认真分析分光光度计的工作原理得知:完全是有可能的。
光栅型可见分光光度计光学系统原理如图1所示,据光栅的色散原理可知:产生互相加强的干涉条件是如式(I)所示的光栅方程。
dsini4-dsinO=4-mA(1)式巾,d为光栅常数;i为人射角;0为衍射角;旯为光谱波长;m=0,1,2,3…。
由光栅方程可看出:光栅一级光谱波长为旯的谱线和波长为2/2的二级潜线及波长为2/3的三级谱线将重叠在一起,这是光栅的一大缺点。
这种次级重叠现象给光栅应Hj带来很多麻烦,在实际应用中要采用滤光片装置或预色散的棱镜进行消除。
如图1中,卤钨灯与聚光镜问的滤光片组,就是用来消除次级重叠现象的。
对于722型可见分光光度计,该滤光片组结构如图2所示,由四块滤光片组成,对于不同给定的工作波长,使用不同的滤光片消除次级重磋现象。
而分光光度计杂散光的产生,除制造不良外,光学元件表面的灰尘和霉变是产生杂散光较主要原凶。
凶为不同波长使用的消除次级重叠现象滤光片不同,当滤光片组中的各滤光片表面清洁程度不同,完全有可能在不同波长情况下,产生的杂散光不同。
实际上即使是棱镜型分光光度计,给定波长不同,T作状态也会有不同,也很可能在不同的T作波长情况下,产生的杂散光是不同的。
一台分光光度计只检定1—2个波长处,杂散光计量性能指标合格,远不能说明在所有工作波长范围内,杂散光计量性能指标合格。
如留意观察会发现,不少分光光度计生产厂家,对于杂散光性能指标是这样给出的(以722型可见分光光度计为例):杂光:<0.5%(r)(在360nm处,以NaNO:测定)。
4建议根据上述分析可知:现行检定规程,对于杂散光的检定,棱镜型可见分光光度计只规定在420nm处检定;光栅型可见分光光度计只规定在360nm处·54·光栅图1光栅型町见分光光度计光学系统原理图图2722犁可见分光光度计外光路实物图检定;紫外、可见分光光度计只是规定再增加在220nm处检定,是不够的。
星敏感器杂散光分析与抑制
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摘要摘要在航空航天领域,用于确定飞行器姿态的星敏感器得到广泛的应用。
由于复杂的太空光环境导致进入星敏感器的杂散光较为复杂,杂散光的抑制水平决定了星敏感器的定姿精度。
杂散光对于暗弱目标的探测影响很大,到达探测器表面的杂散光会降低像面对比度,增加背景噪声,严重时使探测目标信号被湮没。
基于以上背景,在查阅大量文献的基础上,本文分析了复杂太空光环境的来源和路径,确定了杂散光分析的步骤,介绍了影响杂散光路径的散射模型并提出了杂散光抑制水平的评价函数。
在阅读大量文献后,开展了以下几个方面的研究工作:1)运用不同类型的遮光罩和挡光环设计原理,确定不同位置挡光环的分布。
利用MATLAB软件将遮光罩和挡光环设计程序化,根据设计要求快速得到相关参数并导入ASAP软件中建模。
利用消光比和点源透射率两种评价方式,对系统中三种不同类型的遮光罩进行分析,绘出消光比和点源透射率关于光线离轴角的变化曲线,为遮光罩的设计提供理论分析依据。
利用遮光罩程序设计一种新型遮光罩,设计参数与系统内的遮光罩参数相同,对比两种遮光罩的消光比和点源透射率,得出新型遮光罩优于原遮光罩的结论。
2)采用蒙特卡罗法和重点区域采样法仿真分析。
利用散射特性测量仪器对结构的散射特性进行实测并建立多项式散射模型,散射模型建立的准确与否严重影响杂散光仿真分析的准确性。
讨论了透镜散射模型的建立和结构件散射模型方程的选择。
利用ASAP软件对工作波段为可见光的简单星敏感器系统和复杂星敏感器系统进行杂散光分析,在验证建模准确、散射模型准确、重点区域选择准确等前提下仿真得到不同光线离轴角下点源透射率的数值,与设计要求进行对比。
3)利用基于双柱罐的点源透射率测试方法,这是一种国外测量点源透射率较为普遍的测试方法。
介绍了点源透射率测试的设备、方法和测试步骤。
对可见光简单星敏感器光学系统的点源透射率实测,得出点源透射率的实测数据并绘制曲线与仿真分析数值对比,分析误差。
通过对比后,利用验证分析的评价指标,仿真值与分析值相互验证,实测表明仿真分析的正确性。
杂散光原因与处理方式

杂散光产生原因
视场以外的光线直接越 过次镜,穿越主镜的开 孔,从而以杂散光的形 式直接照射到焦平面上
杂散光产生原因
部分散射光线经过 光学系统之后,会 照射到焦平面
设计遮光罩
项目中淆杂措施总结
1.聚光镜中光阑优化
项目中淆杂措施总结
2.分光元件消杂处理
项目中淆杂措施总结
3.光拦形状优化
尺寸A 尺寸B
光通量 杂光反射次数
衬度较差 边缘处均匀性差 “漂白”现象
项目中淆杂措施总结
消杂原理:反射消杂光
项目中淆杂措施总结
4.机械工艺 结合实验室仪器 散光螺纹—考虑制造工艺与实 验效果 表面氧化处理—反射系数0.05
什பைடு நூலகம்是杂散光
成像系统中不需要的噪音(光) 非成像光线所成的像
杂散光产生原因
阳光在拍摄范围内或附近 汽车的头灯或者街灯也会在夜 间摄影时造成杂散光 如果光源亮度较小,各个鬼像 会形成光学系统的孔径光阑的 形态
由像面离焦或者 是由明亮的光源 成鬼影一样的像
透镜表面反射
解决办法:镜片镀膜
上双胶合透镜:有镀膜 下双交合:无镀膜
物理实验技术中的杂散光抑制技巧
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物理实验技术中的杂散光抑制技巧在物理实验中,杂散光是一个常见的干扰源,它会对实验结果的准确性产生不利影响。
为了保证实验结果的可靠性,科学家们发展了许多抑制杂散光的技巧。
本文将介绍一些常用的物理实验技术中的杂散光抑制技巧。
首先,我们先来了解一下杂散光的来源。
杂散光主要包括背景光、散射光和漏光。
背景光是由于实验环境的不完全屏蔽而引入的光线,它可能来自室外自然光、室内灯光等。
散射光是由于光在实验装置内的各种界面上发生反射、折射和散射而产生的干扰光,例如光束经过透镜、反射镜等光学元件时产生的散射。
漏光是指本不应出现在特定区域的光线,但由于装置本身不完美或者实验操作不当而产生的干扰光。
接下来,我们将介绍一些常用的抑制杂散光的技巧。
第一,使用光学滤波器。
光学滤波器是一种将特定波长或一定范围内的光线滤除的装置。
通过在光路中加入适当的滤光片,可以选择性地去除掉背景光中的特定波长成分。
例如,在荧光实验中,可以使用荧光滤波器屏蔽掉背景光,使得只有来自荧光物质本身的光被探测器接收到。
第二,优化实验装置。
一个好的实验装置应该具备良好的光学特性,同时合理设计光路,避免无谓的光路折射和散射。
例如,在干涉实验中,为了减小散射光的影响,可以采用非反射涂层的光学元件,减少光线在界面上的反射。
另外,合理的光路设计可以避免漏光现象的发生,例如在显微镜实验中,应尽量将光线集中到观察目标上,减少漏光到背景的可能性。
第三,使用干扰光检测器。
干扰光检测器是专门用来检测和分析杂散光的仪器。
它通过接收和记录杂散光的特性,如强度、波长等,以便分析和抑制杂散光的来源。
通过使用干扰光检测器,科学家们可以更好地了解杂散光的特性,并采取相应的抑制措施。
第四,进行信号处理。
对于某些实验中无法完全消除的杂散光,可以采用信号处理技术来抑制其干扰。
例如,在光学成像实验中,可以利用数字图像处理技术,通过滤波、背景减除等方法来消除背景噪声和散射光的影响,提高图像的质量和对比度。
FRED 在杂散光分析中的应用
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FRED在雜散光分析中的應用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、表面塗漆以及在光學器件進行鍍膜都可以減少或者消除雜散光。
在本文中,我們會對雜散光做出定義並且說明怎樣利用FRED 來分析和減少雜散光問題。
1、什麼是雜散光?簡單來說,雜散光就是不需要的噪音(光),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,或者由光學或者照明系統自身的熱輻射引起的。
FRED 善於發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:鬼像它之所以叫鬼像正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。
光必須從透鏡表面反射偶數次才會形成鬼像。
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。
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。
追跡由一點發出的21*21的柵格光線以覆蓋系統的第一片透鏡。
直接入射在諸如卡塞格林式系統中,當中心遮攔太大並且/或者望遠鏡鏡筒太短的時候,直接入射就會發生。
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1—兩個雙膠合透鏡,上面的雙膠合透鏡,在它的各個透鏡上都鍍有理想的增透膜。
下面的雙膠合透鏡由於其透鏡沒有鍍膜,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於菲涅爾損耗而出現的光線變成了藍色。
杂散光判断标准
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杂散光(Stray Light)是指光学系统中非期望的光线传播,这些光线可能由于系统内部的散射或反射而偏离了理想的光路。
在光学设计和测试中,杂散光是一个非常重要的参数,因为它可以影响图像的对比度和质量。
杂散光的判断标准通常取决于具体的应用和光学系统的要求。
没有一个统一的标准适用于所有情况,但以下是一些常见的方法和指标:1. 杂散光比率(Stray Light Ratio, SLR):这是最常见的杂散光评价指标,定义为在特定角度下的杂散光强度与直接透射光强度的比值。
例如,SLR = 10^-4 表示在特定角度下,杂散光的强度是直接透射光强度的万分之一。
2. 杂散光抑制(Stray Light Suppression):这是指在特定条件下,光学系统能够抑制杂散光的能力。
通常用分贝(dB)来表示,计算公式为:\[ text{SLS} = 10 \log_{10} \left( \frac{1}{\text{SLR}} \right) \]。
3. 点源透过率(Point Source Transmittance, PST):这是一个更为详细的杂散光评价方法,它测量从一个点光源到探测器的杂散光强度随角度变化的关系。
PST曲线可以帮助设计师了解在哪些角度上杂散光最为严重。
4. 杂散光分析软件:现代光学设计通常使用专门的软件工具来模拟和分析杂散光,如Zemax OpticStudio、CODE V等。
这些软件可以提供详细的杂散光分布图和数值分析。
5. 实验测试:除了理论分析和模拟,实际的光学系统还需要通过实验测试来验证杂散光性能。
这通常涉及到使用特定的光源和探测器来测量杂散光强度。
在实际的光学系统设计中,杂散光的判断标准应该根据系统的应用目的和性能要求来确定。
例如,对于高精度的天文望远镜或者军事侦察设备,对杂散光的要求会非常严格。
而对于一些商业产品,如普通的相机镜头,杂散光的标准可能会相对宽松一些。
杂散光的概念
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杂散光的概念杂散光是在光学系统中产生的一种不需要的光,它干扰了光学系统的成像效果。
在光学系统中,我们希望通过物体的透明介质(如玻璃)传播的光线来实现成像,而杂散光则是在这个传播过程中产生的,并且在成像平面上形成干扰,降低了图像的质量。
杂散光的形成有多种原因,主要包括散射、反射和折射。
首先,散射是光线在物体表面上被不规则粗糙的表面微结构散射而产生的现象。
当光线遇到这些不规则的表面时,它们会以不同的方向来散射,一部分会直接返回到观察者的眼睛或成像平面上。
这些散射的光线会产生杂散光。
其次,反射是指光束在物体表面发生反射。
当光线照射到一个粗糙的表面时,它会在表面上反射,并将一部分光线引导到成像平面上,这些反射的光线也会成为杂散光的一部分。
不同材质的物体对光的反射能力也不同,所以不同物体的杂散光量也会有差异。
最后,折射是指光线从一个介质射向另一个介质时发生的偏折现象。
当光线从一个透明介质(如空气)射向另一个透明介质(如玻璃)时,会发生折射。
折射会改变光线的传播方向和速度,从而产生杂散光。
折射角度的不一致也会导致光线在成像平面上产生模糊和失真。
杂散光对成像质量的影响非常显著。
首先,杂散光会降低图像的对比度,使图像细节变得模糊不清。
这是因为杂散光的强度较强,与所感兴趣的目标光相混合之后,直接降低了目标光的强度。
其次,杂散光会在平面上产生散焦斑(即光学系统中的散焦点),使图像出现弥散的光斑,影响观察者对图像的辨识能力。
最后,杂散光还会引起光线的色散效应,即不同波长的光线被分离并以不同的角度折射,导致图像出现色差。
为了减少杂散光对光学系统的影响,人们采取了多种措施。
首先,可以通过使用抗反射涂层来降低光线在透明介质表面的反射,从而减少杂散光的产生。
其次,可以通过改善光学系统的设计和加强表面处理,减少散射现象的发生,从而减少杂散光的产生。
此外,还可以通过使用滤光片来过滤掉特定波长的杂散光,减少色差的影响。
最后,可以通过对光源进行控制,限制光线的传播范围和角度,减少折射现象的发生,从而减少杂散光的产生。
紫外可见分光光度计杂散光
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紫外可见分光光度计杂散光所谓的杂散光严格意义上来讲是所要单色光以外的光,都为杂散光,但是目前国内外的定义不完全相同,有的是从辐射的角度,有的是从能量的角度,有的是从需不需要的角度来考虑。
总体上来讲应该是不该有的光出现了,这就是杂散光。
杂散光是分光光度计的关键性技术指标,它是分析误差的主要来源,它决定了仪器分析样品的浓度范围,特别是浓度的上限,当一台分光光度计的杂散光一定时,被分析的试样浓度越大,其分析误差就越大,它能使建立的标准曲线弯曲。
杂散光主要来自于:灰尘沾污光源元件(如光栅、透镜、反射镜等);光学件被损伤;光学系统屏蔽不好;热辐射或荧光引起的二次电子发射;狭缝的问题;光束的进出孔问题;单色器内壁黑化处理不妥等都会引起杂散光。
测试杂散光最常用的方法是所谓“截止滤光法”,主要是采用滤光片或滤光液来测试紫外可见分光光度计的杂散光。
有时也采用He-Ne 激光器的632.8nm 来测试杂散光,测出的数值与632.8nm 相比就是杂散光。
目前国内有很多的高校老师们测试分光光度计的杂散光时通常用溶液来进行测试,通常测2个波长点,一个是220nm 处,另一个是340nm 处。
测试220nm 处的杂散光时,国际上都采用10g/L 的NaI 水溶液。
该水溶液的光谱特性为:0-258nm 处不透光,而从258nm 开始,透光率可立即达到90%以上,并且上升坡度很陡。
只要将10g/L 的NaI 水溶液装入比色皿,参比比色皿中装满水,将仪器的波长调到220nm 。
因为10g/L 的NaI 水溶液在0-258nm 处不透光,故仪器的输出应该为0。
但仪器的实际输出不是0,即有光信号输出,这就是220nm 处的杂散光。
测试340nm 处的杂散光时,国际上都是采用50g/L 的NaNO2水溶液。
50g/L 的NaNO2水溶液的光谱特性为:0-385nm 处不透光,而从385nm 处开始,透光率可达90%以上,并且上升坡度很陡。
杂散光 iso标准
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杂散光iso标准全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:ISO(International Organization for Standardization)是国际标准化组织的英文缩写,它是全球最大的国际标准化组织,总部位于瑞士日内瓦。
ISO制定了许多标准,包括杂散光ISO标准。
杂散光是指穿透光学系统的光束中散布的光线,通常是由光学元件表面的缺陷或污渍引起的。
要想获得清晰、高质量的图像,就需要控制和减少杂散光的影响。
杂散光ISO标准是ISO所制定的一个用于评估光学系统杂散光性能的标准。
这个标准规定了一系列的测试方法和要求,用于衡量光学系统中的杂散光水平并制定相应的控制措施。
这些措施可以帮助优化光学系统的设计,提高图像质量和性能。
根据杂散光ISO标准,杂散光可以分为三种类型:表面散射、体散射和镜面反射。
表面散射是由于光学元件表面的瑕疵或材料缺陷引起的光线的随机散射。
体散射是由于材料内部的不均匀性或微结构引起的光线的散射。
镜面反射是由于光线被光学表面反射而进入光学系统的其他部分而产生的杂散光。
要控制和减少杂散光的影响,可以采取一些措施。
可以通过要求更高质量的光学元件来减少表面散射和体散射。
可以采用特殊的光学涂层或吸收材料来抑制镜面反射。
还可以采用优化的光学系统设计和布局,以最大程度地减少杂散光的产生和传播。
通过遵循杂散光ISO标准,光学系统制造商可以确保其产品符合国际标准,提高产品的可信度和竞争力。
消费者也可以根据ISO标准评估和比较不同光学系统的性能,选择适合自己需求的产品。
在光学技术的快速发展和应用领域的不断扩大的背景下,杂散光ISO标准的制定和推广显得尤为重要。
只有通过严格的标准和规范,才能确保光学系统的性能和质量达到国际水平,满足用户的需求和期望。
希望通过ISO的不断努力和推广,可以进一步促进光学技术的发展和推广,为人类社会的进步和发展作出更大的贡献。
第二篇示例:ISO(国际标准化组织)是一个国际标准化组织,致力于制定全球通用的标准。
消除杂散光的技术
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消除杂散光的技术在光学领域,杂散光一直是个让人头疼的问题。
就像不请自来的“捣蛋鬼”,总是在关键时刻出来捣乱,影响我们对目标物体的观测和分析。
先来说说杂散光到底是啥。
简单来讲,杂散光就是那些不应该出现在我们观测视野中的光。
它可能来自各种意想不到的地方,比如光学系统中的反射、散射,或者外部环境的干扰。
想象一下,你正在欣赏一场精彩的星空秀,突然一道莫名其妙的光闯入你的视野,瞬间破坏了整个美妙的画面。
这就是杂散光的“威力”。
那么,怎么消除这个讨厌的家伙呢?首先,我们可以从光学系统的设计入手。
就像盖房子要打好地基一样,一个好的光学系统设计是消除杂散光的关键。
在设计过程中,要尽量减少反射和散射的可能性。
比如说,可以采用特殊的涂层来降低表面反射,或者优化光学元件的形状和布局,避免不必要的光线反射。
这就好比给光学系统穿上了一层“隐形衣”,让杂散光无从下手。
其次,对光学元件进行严格的质量控制也是必不可少的。
如果光学元件本身存在缺陷,比如表面粗糙、有划痕等,就很容易产生杂散光。
所以,在选择光学元件时,一定要挑那些质量上乘、做工精细的“宝贝”。
可别为了省钱而随便选个“地摊货”,不然到时候被杂散光折磨得欲哭无泪可就后悔莫及了。
另外,外部环境的控制也不能忽视。
有时候,杂散光可能是从外部环境中偷偷溜进来的。
比如,在进行观测时,如果周围有强光照射,就很容易产生杂散光。
这时候,我们可以采取一些措施来遮挡外部光线,比如使用遮光罩、窗帘等。
就像给光学系统搭个“小帐篷”,让它免受外界干扰。
在实际操作中,我也有一些自己的小经验。
比如说,在安装光学系统时,一定要仔细检查各个部件的连接是否紧密,避免出现缝隙导致杂散光进入。
还有,定期对光学系统进行清洁和维护也是很重要的,不然灰尘和污渍也可能会成为杂散光的来源。
总之,消除杂散光是一项需要耐心和细心的工作。
只有从光学系统的设计、元件的选择、外部环境的控制等多个方面入手,才能有效地把这个“捣蛋鬼”赶走。
杂散光产生的原因及减小杂散光的措施

杂散光产生的原因及减小杂散光的措施杂散光这东西啊,就像那不受欢迎的小捣蛋鬼,总是在不该出现的时候冒出来捣乱。
那它到底是怎么产生的呢?这可就有不少门道了。
咱先说说光学系统本身的问题吧。
你看啊,就像一件衣服有缝儿似的,光学元件之间的连接、组装要是不够精密,就会有小缝隙。
光线就像调皮的小虫子,一瞅见这些缝儿,就顺着钻进去乱窜,这不就变成杂散光了嘛。
比如说相机镜头,如果镜片的安装有点偏差或者密封不好,外界的光线就会偷偷溜进来,在照片上留下不该有的光斑或者光晕,就像在一幅漂亮的画上胡乱涂了几笔,多难看啊。
还有啊,光学元件表面的粗糙度也是个事儿。
这就好比人的脸,要是坑坑洼洼的,光线打上去就会乱反射。
哪怕是很细微的不平整,对于光线来说那也是一条条崎岖的小路,它就不会乖乖按照我们想要的方向走了,到处乱反射的光线就成了杂散光。
光学元件的内部结构也不省心呢。
有些材料内部可能有一些小缺陷,或者晶体结构不均匀。
这就像一块夹心饼干,要是里面的夹心不均匀,光线在里面传播的时候就会受到干扰,就像一个人在坑洼不平的路上走路,东倒西歪的,最后就偏离了原本的方向,变成杂散光了。
那怎么减小这些杂散光呢?这就像是给这个爱捣乱的小捣蛋鬼设下重重关卡,不让它得逞。
对于光学元件之间的缝隙问题,我们得把密封工作做到位。
这就好比把房子的门窗都关紧,不让外面的风沙进来。
使用一些好的密封材料,像在光学仪器的组装过程中,用那种高质量的橡胶密封圈,把各个元件之间的缝隙都堵得严严实实的,光线想钻都钻不进来。
光学元件表面的处理也很关键。
要把表面打磨得像镜子一样光滑,这就需要一些高精度的加工技术了。
你看那些高档的光学镜片,就像精心雕琢的艺术品一样。
表面光滑得很,光线打上去就规规矩矩地反射或者折射了,就像训练有素的士兵,按照命令整齐行进,而不是像没头的苍蝇到处乱撞。
在光学元件的材料选择和制造上也得下功夫。
就像盖房子要选好的建筑材料一样,选择内部结构均匀、质量好的光学材料。
杂散光优化设计
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杂散光优化设计全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:杂散光是指从不同方向照射到物体表面的光线,这些光线在物体表面反射后产生出的光芒。
在日常生活和工作中,我们常常会遇到各种杂散光对我们的视线产生干扰,影响我们对物体的看清楚度和观感体验。
对于杂散光的优化设计成为了很多行业的重要课题之一。
杂散光的优化设计在不同行业中有着广泛的应用,比如消费电子产品、汽车灯具设计、户外广告等领域。
在这些场合中,优化设计杂散光能够提升产品的视观效果,提高产品的品质,增强产品的竞争力。
要实现杂散光的优化设计,首先需要了解光学原理。
在光学设计中,我们通常会考虑入射光线的角度、波长和波动特性等因素,然后设计适合的反射、折射或透射结构,以尽量减少或消除形成杂散光的因素。
通过合理的光学设计,可以控制光线的传播方向和能量分布,从而最大程度地减少杂散光的产生。
除了光学设计外,杂散光的优化设计还要考虑材料的选择和表面处理。
材料的光学性质和表面粗糙度等因素都会影响光线的反射和散射特性,进而影响杂散光的产生。
在设计产品时,应选择适合的材料,并采取表面处理措施来减少光线的反射和散射,降低杂散光的影响。
在实际应用中,杂散光优化设计可以通过多种手段来实现。
比如在消费电子产品中,可以通过设计亚光滤光片、采用防反光涂层或减小屏幕表面粗糙度等方式来减少屏幕的反射和散射,提升显示效果。
在汽车灯具设计中,可以通过设计透明灯罩的曲面结构、加工表面反射膜或采用光学设计软件模拟光学系统等手段来减少闪光和眩光,提高道路安全性。
杂散光优化设计是一个综合性的课题,需要光学、材料、工程等多个学科的知识和技术。
通过合理的设计和实践经验积累,我们可以不断改进产品的设计,提升产品的视观效果和用户体验,从而满足市场需求,赢得客户信赖。
希望未来在杂散光优化设计领域能够有更多的创新和突破,为人们带来更好的光学体验。
第二篇示例:杂散光在光学设计中是一个常见的问题,它会影响光学系统的性能和输出质量。
杂散光测试方法
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杂散光测试方法一、引言杂散光是光学系统中的一种常见干扰因素,会导致图像质量下降,影响系统性能。
因此,对杂散光进行测试和评估是光学系统设计和优化的重要步骤之一。
本文将介绍杂散光测试的方法和技术。
二、杂散光的定义与分类杂散光是指光学系统中除了主光束外的其他光线,包括散射光、反射光、折射光等。
根据产生杂散光的机制和来源,杂散光可分为表面杂散光、体杂散光和机械杂散光。
表面杂散光是由光学元件表面的缺陷或污染引起的;体杂散光是由光学元件内部的杂质、气泡等引起的;机械杂散光是由光学系统中的机械部件或连接件引起的。
三、杂散光测试方法1. 透射法透射法是一种常用的杂散光测试方法,适用于大部分光学系统。
通过在待测光学系统前放置一个光屏,测量屏幕上的散射光强度来评估杂散光水平。
透射法测试简单快捷,但不能区分不同来源的杂散光。
2. 反射法反射法是另一种常用的杂散光测试方法,适用于光学系统中存在反射光的情况。
通过在待测光学系统前放置一个反射镜,测量镜面上的散射光强度来评估杂散光水平。
反射法测试相对复杂,需要考虑反射镜的杂散光贡献。
3. 散斑法散斑法是一种高精度的杂散光测试方法,适用于对光学系统的杂散光进行定量评估。
通过将待测光学系统照射到一个散斑板上,利用散斑的统计特性来推断杂散光的水平。
散斑法需要专门的仪器设备和复杂的数据处理算法,但具有较高的测量精度。
4. 光谱法光谱法是一种用于评估光学系统杂散光谱分布的方法。
通过测量光学系统在不同波长下的光谱响应,可以分析不同波长范围内的杂散光成分和强度。
光谱法可以提供更全面的杂散光信息,但需要较长的测试时间和复杂的光学设备。
四、杂散光测试技术1. 散射角度测量散射角度是评估杂散光强度的重要参数之一。
常用的散射角度测量技术包括散射角度计、散射角度转换器等。
通过测量散射光的角度,可以了解杂散光的散射特性和分布规律。
2. 散射光强度测量散射光强度是评估杂散光水平的关键指标之一。
常用的散射光强度测量技术包括散射光强度计、光电二极管等。
杂散光抑制
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杂散光抑制
杂散光抑制是指在光学系统中通过各种方法减少或消除由光束散射、反射、漫反射等引起的杂散光的现象。
杂散光会导致图像的模糊、对比度降低和色彩失真等问题,对于光学成像系统的性能有着重要影响。
下面介绍几种常见的杂散光抑制方法:
1.使用光学滤波器:光学滤波器可以选择性地吸收或反射特
定波长的光,以减少杂散光的影响。
例如,使用滤光片来抑制非感兴趣波长的光。
2.提高光学元件的表面质量:光学元件的表面粗糙度会导致
光的散射和反射,因此,通过提高光学元件的制造工艺和表面质量,可以降低杂散光的发生。
3.使用光学涂层:通过在光学元件的表面镀膜,可以选择性
地增强或减弱光的干涉效应,从而减少杂散光的干扰。
4.控制照明和光源:合理设计和安置光源,控制其亮度、角
度和颜色温度等参数,可以有效地抑制杂散光的产生和传播。
5.通过图像处理方法:在图像获取后,可以采用数字图像处
理算法,如滤波、增强和去噪等,对图像进行后处理,抑制杂散光的影响。
6.使用干涉技术:例如,干涉仪等光学设备可以通过干涉原
理检测和排除杂散光。
综合运用上述方法,可以有效地抑制杂散光的干扰,提高光学系统的成像质量和性能。
具体应用时需根据实际需求和系统特点选择合适的方法进行杂散光的抑制。
杂散光为负数
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杂散光为负数杂散光是指在光学系统中由于反射、折射、散射等原因产生的非主要光线。
当光通过光学系统时,除了主要光线以外,还会存在一些非主要光线,这些光线就是杂散光。
杂散光会对图像的质量产生影响,因此,我们希望尽量减少或消除杂散光。
杂散光的存在会导致图像的模糊和对比度的降低。
首先,杂散光会在图像传感器上形成散斑,使得图像出现模糊不清的现象。
其次,杂散光会降低图像的对比度,使得图像中的细节难以分辨。
因此,在光学系统设计中,我们需要采取一些措施来减少或消除杂散光。
一种常见的减少杂散光的方法是使用镀膜技术。
镀膜是在光学元件表面涂覆一层适当的薄膜,通过改变薄膜的折射率,使得反射光的干涉效应减小,从而减少反射光的强度。
这样可以有效地降低杂散光的影响,提高图像的质量。
另一种减少杂散光的方法是使用光阑。
光阑是一个孔径可调的光学元件,可以控制进入光学系统的光线的范围。
通过调整光阑的大小,可以选择性地屏蔽掉非主要光线,从而减少杂散光的影响。
光阑的设计要根据系统的需求来确定,既要保证足够的光线通过,又要尽量减少杂散光的干扰。
除了镀膜和光阑,还可以通过优化光学系统的结构来减少杂散光。
例如,可以采用透镜组的设计,通过透镜的组合和排列,使得杂散光的干扰最小化。
此外,还可以使用滤光片来选择性地吸收或透过特定波长的光线,从而减少杂散光的影响。
这些方法都需要在光学系统设计的初期考虑到杂散光的问题,并进行相应的优化。
在实际应用中,除了光学系统的设计,还可以通过图像处理的方法来减少杂散光的影响。
例如,可以采用图像增强的算法,通过增强图像的对比度和清晰度,减少杂散光导致的图像模糊。
此外,还可以采用图像去噪的方法,通过去除图像中的噪声,提高图像的质量。
杂散光是光学系统中不可避免的问题,会对图像的质量产生影响。
为了减少杂散光的影响,我们可以采用镀膜、光阑、优化结构等方法来设计光学系统。
同时,还可以通过图像处理的方法来减少杂散光的影响。
这些方法的选择和优化需要根据具体的应用需求来确定,以提高图像的质量和清晰度。
杂散光的重要性——紫外可见分光光度计

杂散光的重要性——紫外可见分光光度计杂散光是紫外可见分光光度计非常重要的关键技术指标。
它是紫外可见分光光度计分析误差的主要来源,它直接限制被分析测试样品浓度的上限。
当一台紫外可见分光光度计的杂散光一定时,被分析的试样浓度越大,其分析误差就越大。
杂散光可能是光谱测量中主要误差的来源。
尤其对高浓度的分析测试时,杂散光更加重要。
有文献报道,在紫外可见光区的吸收光谱分析中,若仪器有1%的杂散光,则对2.0a的样品测试时,会引起2%的分析误差时,说明仪器中有这种杂散光存在。
但必须注意,当仪器存在零点误差时,有可能造成混淆。
如果在不透明的样品上涂上白色,则可增加样品本身反射和散射的效果,可以提高测量灵敏度。
第二种形式是指测试波长以外的、偏离正常光路而到达光电转换器的光线。
它通常是由光学系统的某些缺陷所引起的。
如光学元件的表面被擦伤、仪器的光学系统设计不好、机械零部件加工不良,使光路位置错移等。
目前,国际上许多紫外可见分光光度计的杂散光都在0.01%以下。
因此,我国的紫外可见分光光度计还需继续努力。
杂散光对分析测试结果的误差影响是随着吸光度值增大而增大的。
因此,吸光度值越大,对误差的影响也越大。
众所周知,紫外可见分光光度计在制药行业中使用较多。
并且各国的药典都明确要求许多药品一定要用紫外可见分光光度计来分析测试。
我国的药典规定对人用药品的检测时,许多药品的相对测试误差都不能超过1%。
如假设使用的紫外可见分光光度计的杂散光为0.5%,如果被检测药品的吸光度大于0.5bs,若为0.8abs,则测量误差就大于1%,达到1.42%,就不符合我国药典规定的相对误差为1%的要求,即不合格。
由此可见,不管是制造者还是使用者,都必须高度重视对仪器杂散光的控制和选择。
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基本信息stray light指远离吸收光的其它波长的入射光。
由于光源发出的光经过单色器时有可能从单色器舱内及其它光学元件表面发生反射,从光学元件表面以及大气中的灰尘也可以发生散射,这些都会产生杂散光。
杂散光的存在会对比尔定律产生偏移。
另:一般指超出眼睛网膜视线之光线。
杂散光的来源产生杂散光的原因很多,其最主要的原因大致有以下9个方面:1. 灰尘沾污光学元件(如光栅、棱镜、透镜、反射镜、滤光片等);2. 光学元件被损伤,或光学元件产生的其他缺陷(如光栅、透镜和反射镜、棱镜材料中的气泡等);3.准直系统内部或有关隔板边缘的反射;4.光学系统或检测器没有作适当的屏蔽,“室光”直接进入光学系统;5.热辐射或荧光引起的二次发射;6.狭缝的缺陷;7.光束孔径不匹配;8.光学系统的相差;9.单色器内壁黑化处理不当。
以上9个方面中,光栅是杂散光的主要来源。
它产生的杂散光占总杂散光约80%。
[1]杂散光的重要性杂散光是紫外可见分光光度计非常重要的关键技术指标。
它是紫外可见分光光度计分析误差的主要来源,它直接限制被分析测试样品浓度的上限。
当一台紫外可见分光光度计的杂散光一定时,被分析的试样浓度越大,其分析误差就越大。
ASTM认为:“杂散光可能是光谱测量中主要误差的来源。
尤其对高浓度的分析测试时,杂散光更加重要”。
有文献报道,在紫外可见光区的吸收光谱分析中,若仪器有1%的杂散光,则对A为2.0的样品测试时,会引起2%的分析误差。
因此,认真研究杂散光,以便减少或降低杂散光对光谱分析的影响,是光谱仪器研制者和使用者们必须高度重视的问题。
[2]近日,完成了成像和非成像方面完整的杂散光实例分析,并总结如下。
下文仅是一家之言,仅供大家参考。
谢绝转载。
杂散光(Stray light)是光学系统中不受欢迎的光线。
成像系统和非成像系统都存在杂散光问题,甚至人眼都有这个问题。
杂散光主要表现形式有:鬼像(Ghost):由光学表面的多次反射光形成。
λ散射光线。
来源自光学元件,机械表面(主要来源):λ镜头外壳,固定支架,遮光罩,拦光挡片等。
遮光罩使用不当出现的漏光。
λ杂散光的其它来源:衍射:由遮光罩边缘引起的衍射;另外,由于衍射元件通常只处理一阶衍射,其余阶就成为杂散光的来源了。
Lyout光栏是天文望远镜中消除衍射效应的典型器件。
υ热效应:探测器因环境因素,或机械结构和系统硬件引起的热效应而产生杂散信号。
υ杂光(Veiling Glare)是到达成像系统传感器的杂散光,会导致成像系统性能的衰减。
杂光主要有两种成分:散射光和鬼像。
一次反射鬼像影响最大的是高功率激光系统,二次反射鬼像主要影响成像系统和红外系统。
鬼像又分鬼像焦点像(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。
由于光瞳是系统全视场能量积分处,所以其影响可能也会很大。
对于高功率激光系统而言,除了要避免成像光路形成的内焦点,还要避免鬼像光路形成的鬼像内焦点。
鬼像分析可分为轴上点近轴光路分析和照明方式的分析。
前者就是用成像软件进行鬼像光路分析完成。
照明方式分析,实际就是采用商用照明软件所使用的“二叉树”(分裂光线)方法完成。
一般而言,应用成像软件进行鬼像光路分析,还可以优化光学系统结构,比如:ZEMAX、CODE V;照明可以完成杂光系数分析,当然,有一些照明软件也可以优化机械结构,比如LT、ASAP。
几种消杂光的办法如下:1、更改光学类型,优化系统结构,或优化机械结构2、增加消杂光光栏3、用螺纹消杂光4、对镜筒内壁采用无光发黑氧化,或者喷无光漆,或贴消光绒毛。
5、对产生严重鬼像的光学面镀增透膜。
6、使用合理的遮光罩7、透镜镜片边缘涂黑处理杂散光(Stray light )【色谱世界】【本书目录】【引用网址】/B/1781/0.html一、杂散光的重要性杂散光是紫外可见分光光度计非常重要的关键技术指标。
它是紫外可见分光光度计分析误差的主要来源, 它直接限制被分析测试样品浓度的上限。
当一台紫外可见分光光度计的杂散光一定时, 被分析的试样浓度越大, 其分析误差就越大。
ASTM 认为: “杂散光可能是光谱测量中主要误差的来源。
尤其对高浓度的分析测试时, 杂散光更加重要”。
有文献报道, 在紫外可见光区的吸收光谱分析中, 若仪器有1%的杂散光, 则对 2. 0A 的样品测试时, 会引起2%的分析误差。
杂散光对高浓度试样的影响如图4-4 所示。
二、杂散光的定义及理论推导( 一) 杂散光的定义目前, 国际上对杂散光的定义各异。
下面介绍几种比较简洁的杂散光的定义。
1. ASTM 的定义美国的ASTM 对杂散光定义是: 杂散光既难给出确切的定义, 又难进行准确的测量。
人们常将杂散光定义为在单色器额定通带之外的透射辐射能量与总的透射能量之比。
2. Richa rd 的定义日本的Richard 等对杂散光的定义是: 杂散光通常定义为假辐射( Spurious Radiation) 和所需要的辐射(Desired Rabiation ) 之比。
3. Winstead 的定义美国的Winstead 对杂散光的定义是: 如果波长出现与仪器刻度盘(或显示) 上的示值不同, 那么这个外界的能量就叫做杂散光。
4. M. R. Sharpe 的定义美国的M. R. Sharpe 把杂散光定义为: 光谱带宽以外“ 不要的” 光通量的成分叫杂散光。
上述四者的定义都是对的。
但太繁琐, 概念上不容易被人理解。
作者认为,应该从概念出发, 从杂散光测试的角度出发, 从便于建立杂散光测量方法的角度出发, 可以更简单的对杂散光下定义为: “不应该有光的地方有光, 这就是杂散光”。
这种定义, 便于从概念或定义出发, 直观的建立简单可靠的测试设备。
( 二) 杂散光的理论推导作者导出了杂散光与吸光度误差和吸光度真值之间关系的理论计算公式。
该理论计算公式具有普遍指导意义。
式( 4-19) 表示①AA (或ΔA) 与S 和A 成对数关系。
②当A 一定时, 对不同的S 值可计算出造成的AA (或ΔA) 值。
③当S 一定时, 不同的A 有不同的AA (或ΔA) 。
作者根据式(4-19) 算出了14 种杂散光下, 吸光度相对误差ΔA/ A 和吸光度真值A 之间的关系(部分数据见表4-1)。
绘制了12 条误差曲线( 见图4-5)。
这些关系和曲线, 可覆盖目前世界上所有的紫外可见分光光度计, 具有普遍的参考应用价值。
三、杂散光对仪器分析测试误差的影响杂散光对紫外可见分光光度计分析测试误差的影响可分成两种形式: 第一种形式是杂散光的波长与测试波长相同。
它是由于测试波长因为某些原因而偏离正常光路, 在不通过试样的情况下, 直接照射到光电转换器上。
这种杂散光大多数是由于光学元件、机械零件的反射和漫射所引起, 可以通过一个对测试波长不透明的样品来检查。
当发现放在比色皿中的不透明样品的透射比不为零图4-5 杂散光S 与吸光度相对误差ΔA/ A0 和吸光度真值A0 的关系时, 说明仪器中有这种杂散光存在。
但必须注意, 当仪器存在零点误差时, 有可能造成混淆。
如果在不透明的样品上涂上白色, 则可增加样品本身反射和散射的效果, 可以提高测量灵敏度。
第二种形式是指测试波长以外的、偏离正常光路而到达光电转换器的光线。
它通常是由光学系统的某些缺陷所引起的。
如光学元件的表面被擦伤、仪器的光学系统设计不好、机械零部件加工不良, 使光路位置错移等。
通常情况下所讲的杂散光, 是指包括上述两种杂散光在内的杂散光。
假设Is 为杂散光的总和, It 为光电转换器检测到的总能量, 它包括测试波长的能量I 和杂散光的能量Is , 即It = I + Is 。
在实际分析测试工作中, 需要知道的是杂散光能量Is 相对于总能量It 的比值。
常称之为杂散光的量S = Is/ It 。
由于Im Is , 因此, 可以近似的认为It = I , 近而可以认为S = Is/ I。
S = Is/ I 表示当测试波长的能量降低时, 杂散光比例就会相应增加。
对紫外可见分光光度计的边缘波长来说, 光源的强度、光电转换器的灵敏度和单色器的透过率都是比较低的, 这时杂散光的影响就会更加明显。
所以, 在紫外可见分光光度计中, 应该首先检查200~220nm 处的杂散光。
众所周知, 杂散光对参考光束和样品光束的影响是相同的。
因此, 根据比耳定律, 可得到由此可见, 当样品的透射比为10%时(即吸光度为1 时) , 1%的杂散光,可使其吸光度从1. 000 降到0. 9629。
同理, 透射比为10% 时, 0. 1% 的杂散光, 将使吸光度从1. 000 降到0. 996。
当杂散光为0. 05% 时, 对吸光度为1. 00 A 的试样进行分析测试, 其结果为0. 998 A, 相对误差为ΔA/ A = 0. 002/ 1 =0. 002 (即0. 2% ) , 基本能满足所有常规分析测试和质检工作的要求。
如果杂散光为0. 01% 时, 杂散光对分析测试的结果就基本上没有影响了。
目前,国际上许多高档紫外可见分光光度计的杂散光都在0. 01% 以下。
从使用者角度讲, 过低的杂散光是没有必要的, 但可惜的是, 我国的高档紫外可见分光光度计中, 还只有北京普析通用公司一家的TU-1901 的杂散光为0. 01% 。
其余厂商生产的紫外可见分光光度计, 杂散光都在0. 01% 以上。
所以, 我国的紫外可见分光光度计要赶超国际先进水平还需继续努力。
杂散光对分析测试结果的误差影响是随着吸光度值增大而增大的。
因此,吸光度值越大, 对误差的影响也越大。
如果吸光度A = 3 ( 即T = 0. 001 ) , 则杂散光为1%时, 分析测试的结果将由A = 3 变成A = 1. 963 [ A = - lg(0. 001 +0. 01) + lg1. 01 = 1. 9568 + 0. 0043 = 1. 963 ]。
由此可见, 吸光度A = 3 时, 1%的杂散光可使分析测试的结果将由A 从3 降到2 以下。
杂散光的影响, 会使分析测试的结果偏离比耳定律; 当杂散光被试样吸收时, 偏离是正值( 测量值大于真实值)。
当杂散光不被试样吸收时, 偏离是负值( 测量值小于真实值)。
其差值ΔA 可由下式计算因为杂散光强度在边缘波段比较大, 所以在波长小于220nm 处测试时,必须认真检查有无“ 假峰” 出现。
原来试样随波长变短而吸收值增大, 但是因为杂散光在短波部分急剧增大, 所以使得原来逐渐增大的吸光度值反而变小。
这时, 就会出现如图4-6 所示, 不应有的“假峰”。
杂散光对紫外可见分光光度计分析测试误差的影响, 除了以上所述外, 还可很方便地从图4-5 和表4-2 中查得。