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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、表面涂漆或者在光学器件表面镀膜都可以减少或者消除杂散光。在本案例中,我们将阐述杂散光的定义并且介绍怎样利用FRED来分析和避免杂散光问题。 v>4kF _N zFR=inI 1. 什么是杂散光? AP2BND9 na%DF@Rt# 简单来说,杂散光就是系统不需要的噪音,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,还有可能是由光学或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。 YFGQPg ~ sC< V 在成像系统中,杂散光的成因有很多,具体如下: T!iRg=<bz M)<4|x 鬼像 IK
/@j Ja*k|Rz~ 之所以叫作鬼像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。光线从透镜表面反射偶数次就会形成鬼像。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。如果光亮源很小,各个鬼像会形成光学系统的孔径光阑的形态。在下图1中呈现的就是一个很好的鬼像例子,其中一个双胶合透镜有着完美镀膜的透镜而另外一个光学系统的透镜则没有镀任何膜。追迹由一点发出的21*21的光线以覆盖系统的第一片透镜。 'QMvj` - lrE|>R `:4\RcTb/ 图1.两个双胶合透镜,上面的双胶合透镜的各个透镜表面都镀有理想的增透膜。下面的双胶合透镜由于其透镜没有镀膜,各个光学表面有菲涅尔损耗从而产生鬼像。我们已经改变了在各个表面的光线追迹控制,因此从这个表面反射的由于菲涅尔损耗而出现的光线变成了蓝色。这种反射正是下方光学系统杂散光的成因。 M_ GN3 P ]prrKZe, 直接入射 b{Qg$ZJeR _:0)uR LS 在诸如卡塞格林式系统中,当中心遮拦太大或者望远镜镜筒太短的时候,就会发生直接入射。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。如下图2所示的那种望远镜系统,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。 G;'=#c
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