光学系统杂散光分析

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