摘要：为处理低照度微弱信号探测的微光光学系统杂散光问题，研究了杂散光的原理和特征。操纵光学系统建模软件LightTools对微光光学系统停止仿实建模，并开展杂散光阐发。为削减杂散光，在物镜筒的筒壁加工消光螺纹，针对差别形式的消光螺纹，开展能量仿实模仿。仿实成果表白，摘用螺距0.35 mm的消光螺纹，可以将杂散光系数从7%降低到4%。仿实阐发成果与尝试成果一致，该成果能够批示其它微弱信号探测光学系统在设想阶段对杂散光停止消弭。
关键词：杂散光；微光光学系统；消光螺纹；LightTools
引言
杂散光是光学系统中所有非一般传输光的总称。杂散光就是光学系统的噪声，间接影响系统成像量量，招致图像比照度和调造传递函数降低。微光光学系统在低照度下领受目标反射的微弱光信号，可以在夜间无主动照明的情状下发现目标。在微弱信号探测中，杂散光的危害愈加严峻，少量的杂散光会使目标沉没在噪声中，最末招致系统失效。所以针对那类光学系统，一般都有杂散光目标的要求。
1.微光光学系统根本参数
图1中的微光光学系统摘用典范的折射式构造形式。根据微光像加强器的响应光谱范畴，物镜工做波段为450 nm～850 nm。拔取F数1.5以包管获得足够的光能量，同时兼顾系统的体积和重量。当物镜在频次50 lp/mm时，调造传递函数大于0.4，包管成像量量优良，其手艺目标如表1所示。
图1.微光光学系统构造示企图
表1.微光光学系统手艺目标
2. 微光光学系统杂散光阐发
2.1 杂散光的构成
杂散光是进射到系统内部或者在系统内部产生的非成像光束，其次要来源有两个方面：一是光学系统视场之外的杂散光源，因为系统构造设想的缺陷或光学系统所利用素材外表的散射特征，其所发出的光辐射间接（漏光）或间接（反射光、散射光）地传布扩散到像平面上的非目标光信号；二是视场内部的成像目标杂散光，即成像目标光线经由系统以非一般成像途径抵达像平面的光线，次要是由成像目标的光线通过光学、构造元件外表的残存反射、散射以及衍射所产生。
2.2 杂散光的危害
关于成像光学系统，杂散光会增加像面上的噪声，特殊是在像面四周呈现的杂散光会聚点会对成像产生严峻影响。
关于微光夜视产物来说，杂散光对成像效果的影响更大。因为光能量较弱，低照度探测器件的增益高，对杂散光有明显的放高文用，杂散光会明显地增大布景噪声、降低目标与布景的比照度，从而影响系统看察识别目标的才能。出格是对具有亮分划的微光夜视产物，亮分划的光学系统还会产生亮分划幻象，它所引起的杂散光的危害愈加严峻，会影响看察和对准。
2.3 杂散光的消弭
杂散光的消弭办法包罗两类：一是光学零件消弭杂散光，光学零件外表镀增透膜，在光学零件外边沿涂消光黑漆以吸收杂散光；二是构造零件消弭杂散光，在光学腔体镜筒内壁喷砂氧化、涂覆消杂光涂料，隔圈、压圈等零件加消光光阑或者消光螺纹，从而实现对杂散光的吸收。
但上述消弭杂散光的办法仅是定性阐发，欠缺量化阐发的手段，固然积存了必然的体味，但因为杂散光对光学系统性能的影响因系统差别而改变，杂散光掌握情状不不变，所以需要觅觅一种定量阐发的手段，既能有效削减杂散光，又便利加工。因而在现代微光光学系统设想中，杂散光阐发成为设想工做中的一个重要环节。
3. 杂散光仿实
图2. 设置防杂散光光阑的镜筒示企图
图 3. 微光物镜模子图
4. 结论
本文以一个微光光学系统为对象，摘用LightTools软件停止了杂散光阐发和消杂散光构造设想。在讨论杂散光原理的根底上，阐发了消弭杂散光的办法和效果。连系微光光学系统，提出消光螺纹的体例消弭杂散光，并用LightTools软件建模阐发差别螺距的螺纹关于杂散光消弭的影响。仿实和试验成果均表白，摘用螺距M0.35的消光螺纹可以有效降低杂散光。该办法在微光产物设想和消费中可以有效掌握杂散光，对其他微弱信号探测系统的设想也具有必然的借鉴意义。
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