一文帮您了解“光学元件表面散射源”
2021-08-29
来源:光电资讯
在光学系统中,影响其性能的主要原因是由系统内部产生的大量散射光造成的,而产生这些散射光的根本原因,又在于光学元件自身的质量,即使整个光学系统设计得再好,如果内部光学元件的质量不过关 ,那么构成的系统也不能正常工作。
因此需要提高光学元件本身的质量来改善散射光所带来的问题。虽然光学系统的窗口或系统内部也可能会产生散射光,但这种散射光能量较小,大部分的散射光是由光 学元件表面散射造成的。
通常表面产生的散射光能量要比内部散射至少大1 至 2 个数量级,所以光学元件表面质量好坏与否,将直接影响光学系统的整体性能。
导致光学元件表面发生散射现象的原因有很多,例如表面的麻点、划痕、破边、开口气泡以及粗糙度 等表面微结构,还有可能是表面膜层厚度、薄膜材料折射率不均匀等各种问题。
通常对比表面入射光波长与散射源尺寸的大小,将散射源大致分为三类:
1,散射源的尺寸远大于入射光波长,这种散射源就是通常说的疵病,如划痕、麻点、破边等。
2,散射源的尺寸和入射光波长处于同一数量级的单一离散不规则颗粒物,这类散射源称作离散 微粒。
3,入射光波长远大于散射源的尺寸,这种散射源在空间中精密排列,对光的散射表现在空间上的相互作用的综合结果,因此不能当作独立的散射源来处理。这种散射源通常被称作不规则微量散射,最典型的此类散射源就是表面粗糙度。
以上三种散射源具有不同的特性,所以就需要相对应的散射理论来解释这些散射源所引起的散射现象。
对于第一类散射源,在三种类型中比较容易被发现,通过简单的几何光学就能解释它的散射现象。
而几何光学对第二种散射源则不再适用,这类散射源独立分布且散射中心可以互不干扰,所以需要利用米氏散射理论来处理,其中特殊情况还能用瑞利散射解释。
第三种散射源随机不规则分布,它们的平均高度只有纳米级,这类散射源也被称为粗糙度散射。
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