Streulicht

Streulicht ist hell in einem (n optisches System, was nicht im Design bestimmt war. Das Licht kann aus der beabsichtigten Quelle stammen, folgen jedoch anderen Pfaden als beabsichtigt oder von einer anderen Quelle als der beabsichtigten Quelle. Dieses Licht setzt häufig eine Arbeitsgrenze für die Dynamikbereich vom System; es begrenzt die Signal-Rausch-Verhältnis oder Kontrastverhältnis, durch Begrenzung, wie dunkel das System sein kann.[1] Augenstreunlight ist streunendes Licht in der menschliches Auge.

Optische Systeme

Monochromatisches Licht

Optische Messinstrumente, die mit arbeiten monochromatisches Licht, wie zum Beispiel Spektrophotometerdefinieren Sie streunendes Licht als Licht im System bei Wellenlängen (Farben) außer dem beabsichtigten. Das streunende Lichtniveau ist eines der kritischsten Spezifikationen eines Instruments.[2] Beispielsweise können intensive, schmale Absorptionsbanden leicht eine Spitzenabsorption weniger als die tatsächliche Absorption der Probe zu haben, da die Fähigkeit des Instruments, die Lichtübertragung durch die Probe zu messen, durch das streunende Lichtniveau begrenzt ist. Eine Methode zur Reduzierung von Streulicht in diesen Systemen ist die Verwendung von Doppelmonochromatoren. Das Verhältnis von übertragenes Streulicht zu Signal wird für jeden Monochromator auf das Produkt des Verhältnisses reduziert, sodass zwei Monochromatoren in Reihe mit 10 kombiniert werden–3 Das streunende Licht erzeugt jeweils ein System mit einem streunenden Lichtverhältnis von 10–6und einen viel größeren Dynamikbereich für Messungen ermöglichen.

Es wurden auch Methoden erfunden, um streunendes Licht in Spektrophotometern zu messen und zu kompensieren.[3] ASTM Standard E387 beschreibt Methoden zur Schätzung von Streatlicht in Spektrophotometern.[4] Die Begriffe, die sie dafür verwenden, sind Streustrahlung (SRP) und Streustrahlungs -Leistungsverhältnis (SRPR).

Es gibt auch kommerzielle Referenzmaterialien, die beim Testen des Streunenlichtniveaus in Spektrophotometern helfen.[5]

Astronomie

Im Optische Astronomie, streuner Licht von Sky Glow kann die Fähigkeit einschränken, schwache Objekte zu erkennen. In diesem Sinne ist Streunerlicht Licht aus anderen Quellen, die sich an die gleiche Stelle wie das schwache Objekt konzentrieren.

Streulicht ist ein wichtiges Problem bei der Gestaltung von a Koronagraph, verwendet zur Beobachtung der Sonne Corona.

Quellen

Es gibt viele Quellen von streunendem Licht.[6] Zum Beispiel:

  • Geisterbestellungen in Beugungsgitter. Diese können durch regelmäßige Abweichungen im Abstand von Rillen in den regierten Gittern verursacht werden.
  • Licht verstreut in Richtung a Teleskop von Partikeln entlang des optischen Pfades zu einem Stern.
  • Licht emittiert von Komponenten des optischen Systems.
    • Infrarot Optische Systeme sind offensichtlich besonders anfällig aufgrund Wärmestrahlung.
      • Eine Möglichkeit, die Auswirkung von streunendem IR im System zu verringern, besteht darin, von DC -Signalen zu einem engen Frequenzband zu wechseln, bei dem die Amplitude der Streuemissionen kleiner ist. Dies kann beispielsweise durchgeführt werden, indem das Quelllicht moduliert, das das System mit einem optischen Hubschrauber eintritt Verstärker sperren mit der Hubschrauberfrequenz synchronisiert. Dieser Ansatz ist jedoch immer noch durch den Dynamikbereich des Detektors begrenzt. Das heißt, die streunende Komponente darf nicht so groß sein, dass sie den Detektor sättigt.
  • Reflexionen von Linse Oberflächen.
    • Anti-reflektierende Beschichtungen werden verwendet, um streunendes Licht zu reduzieren.
    • Narzisse [7] - Insbesondere thermische Strahlung aus dem Infrarotdetektor reflektierte sich von Linsenoberflächen auf sich selbst.
  • Licht, die von den Oberflächen stützender Strukturen innerhalb des optischen Systems verstreut sind.
  • Diffuse Reflexion von unvollkommen Spiegel Oberflächen.
  • Lichtlecks im Gehäuse des Systems.
    • Dies könnte der erste Ursache sein, der mir in den Sinn kommt, aber wie diese Liste zeigt, ist es kaum die einzige Quelle für streunende Licht.

Designwerkzeuge

Eine Anzahl von Optisches Design Die Programme verfügen beispielsweise die Fähigkeit zur Modellierung von Streulicht in einem optischen System, beispielsweise:

Ein Designer kann ein solches Modell verwenden, um streunendes Licht im endgültigen System vorherzusagen und zu minimieren.

Siehe auch

Verweise

  1. ^ "Abschnitt 4: Optisches Signal-Rausch-Verhältnis und streunendes Licht". Abgerufen 6. Februar, 2009.
  2. ^ "Streuner Licht und Leistungsüberprüfung". Mettler Toledo. Abgerufen 14. August, 2018.
  3. ^ "Messung und Kompensation von Streulicht - Patent 4526470". Abgerufen 6. Februar, 2009.
  4. ^ "ASTM E387 -04 Standard -Testmethode zur Schätzung des Streustrahlungsverhältnisses von ..." Abgerufen 6. Februar, 2009.
  5. ^ "Streue leichte Referenzmaterialien". Abgerufen 6. Februar, 2009.
  6. ^ a b "Streune Light- und Ghost -Bilder - analysiert und mit Simulationssoftware reduziert" (PDF). Abgerufen 6. Februar, 2009. .
  7. ^ Lau, A. S. (1977). "Der Narzisseseffekt in optischen Infrarot -Scan -Systemen". Streulichtprobleme in optischen Systemen. 107: 57. Bibcode:1977spie..107 ... 57l. doi:10.1117/12.964596. S2CID 122030149. .