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
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
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
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
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
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。
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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。