光学系统优化：分析杂散光的影响
杂散光会影响光学系统性能。通过深入了解和正确工具，光学工程师可以预测和补偿其影响，提高质量。
电气工程师熟悉各种噪声对系统的影响，但光学工程师常忽视光学噪声的影响，导致性能不佳。这在天文观测、微光信号检测和医学图像中尤为重要。光学工程师可能不了解杂散光的传播或光学表面和挡板的散射。幸运的是，杂散光分析领域成熟，软件功能强大，对散射过程的理解不断增长。
衍射是一种杂散光机制，产生的能量分布超出几何预期。鬼像是入射光被反射和透射后产生的镜面效应。未经后抛光的金刚石车削表面会产生衍射光栅效应。研磨和抛光过程留下的微粗糙度会散射光线。灰尘也会散射光线，影响光学设备。油漆和表面处理会产生不同的散射光分布。所有结构都会根据温度和发射率辐射热能，影响长波红外成像设备的性能。
杂散光分析使用点源透射率（PST）等指标来描述光学系统的杂散光特性。PST是探测器上能量与入射能量的比值。杂散光百分比是光噪声功率与信号功率之比。鬼像计算用于识别敏感表面。热自发射通过几何构型因子（GCF）计算。
挡板、光阑和叶片用于控制不需要的光。Lyot光阑用于阻挡瞳孔边缘的衍射效应。含有叶片的挡板管用于遮蔽光学系统，控制散射事件数量。
现代杂散光分析软件经过多年发展，功能强大。软件定义和编辑复杂几何形状，描述镜面反射和散射特性。光线分割和重要性抽样用于计算杂散光。杂散光计算包括定义光源并进行非顺序传播。现代软件提供详细的杂散光传播信息，帮助分析人员优化系统。
在光学系统设计中，杂散光分析师努力使每个光子都有用。通过正确定位叶片或保持内表面干净，可以显著提高系统性能。
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2026-02-12
