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雜散光的危害及抑制和消除新技術
一、什麼是雜散光
雜散光是指光學系統中除了正常成像光線外，到達探測器表面的其他非成像光線，以及經過非正常光路到達探測器的成像光線。雜散光是一種有害的光，是光學系統中非預期的光線，也稱作光學“噪聲”。
二、 雜散光的危害
光學系統中的雜光會使成像畫面如蒙薄霧，主要是因為大量的雜光到達像面后，會產生一個近似均勻的附加照度被探測器接收，其次，雜光的存在會使系統參與成像的光能量降低。由於雜光的影響，目標成像畫面中暗部階調的再現受到破坏、黑部明顯變灰，導致畫面的對比度降低、層次（即區分整個畫面不同階調的能力）減少，使畫面缺乏質感，顯得平淡模糊。在彩色電影或彩色電視等圖像顯示中，雜光會使整個畫面色彩失真、彩色飽和度下降以及色彩陳舊，嚴重影響成像質量。
雜散光嚴重影響空間光學系統的性能，降低像面的對比度，增加系統噪聲，使得系統圖像模糊，成像質量下降，目標信號被淹沒，甚至可能使系統失效。
雜散光還會影響光度測量的精度和準確性，導致光電探測數據被嚴重干擾，獲取數據失去真實性，從而增加後期處理和算法的壓力。
三、雜散光的分類
雜散光是指到達像面的非成像光線或者經過非正常路徑后到達像面的成像光線。雜散光主要有以下三類：
類：系統外部雜光光源產生的雜散光。指太陽光、地球表面及大氣散射光等光學系統外部的非目標輻射源進入到光學系統中，在系統內部結構表面經過一系列的反射、折射或者衍射，最終到達探測器像面。
第二類：系統內部輻射產生的雜散光。光學系統在成像或探測過程中，機械結構中的元件及設備如電機等會產生熱輻射，輻射光線到達像面會影響成像質量。
第三類：成像光線在系統中未按照正常光路傳播、而是經光路表面非正常路徑傳播，或者非光路表面傳遞到探測器像面。如在折射式光學系統中光線偶次反射形成的鬼像，嚴重影響系統的性能。
雜散光的示例包括:
• 光學系統內部機構件表面的反射光
• 穿過封閉系統間隙的漏光
• 從系統光學表面的灰塵或其他缺陷處反射出來的散射光
• 對於地面天文學來說，由城市上空大氣的光反射引起的天空輝光是雜散光的主要來源
• 太陽、地球和月球是軌道望遠鏡常見的不需要的外部光源。
四、雜散光的抑制和消除方法
• 移除 Move it：結構設計中更改結構位置、光學設計中更改光學參數；
• 遮擋 Block it：設計增加光闌、遮光罩、擋光環、冷屏、濾光片、消光片等；
• 表面處理 Coat it：鍍膜、噴漆、改變光學表面的粗糙度，及其它表面微結構等；
• 清潔 Clean it：主要是清潔光學表面的污染，比如冷加工中的磨料殘留等；
使用遮光擋板或吸光消光塗層，阻擋或吸收來自不需要的光源的雜散光，是最常見的有效方法。
遮光罩是一種可以阻擋或反射雜散光的物體，通常安裝在光學系統的入口或出口處，或者在光路中的關鍵位置。最常見的例子是太空望遠鏡和攝像鏡頭，它們通常使用複雜的遮光罩來避免太陽、地球和月球等強烈的光源對觀測目標的干擾。
吸光消光塗層是一種可以吸收或減少雜散光的材料，通常制備在光通道內光學元件的表面或內部。
目前世界上最成功的超黑吸光塗層是以色列Acktar公司提供的一種黑色塗層，其可見光、紅外光和紫外光的吸收率可以達到99%以上，從而大幅降低雜散光的影響。目前在國內，深圳市精石納米技術有限公司推出的Magicnano Super Black超黑納米鍍膜，採用和以色列Acktar 近似的真空沉積技術，實現了寬波段總吸收率達99%以上，成功完成國產替代，是國內光學領域關鍵技術和材料的一個重大突破。
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