Luz no deseada en un sistema óptico
La luz difusa es la luz que se encuentra en un sistema óptico y que no estaba prevista en el diseño. La luz puede provenir de la fuente prevista, pero seguir caminos distintos a los previstos, o puede provenir de una fuente distinta a la prevista. Esta luz suele establecer un límite de trabajo en el rango dinámico del sistema; limita la relación señal-ruido o la relación de contraste , al limitar la oscuridad del sistema. [1] La luz difusa ocular es la luz difusa en el ojo humano .
Sistemas ópticos
Luz monocromática
Los instrumentos de medición óptica que funcionan con luz monocromática , como los espectrofotómetros , definen la luz parásita como luz en el sistema en longitudes de onda (colores) distintas a la prevista. El nivel de luz parásita es una de las especificaciones más críticas de un instrumento. [2] Por ejemplo, las bandas de absorción intensas y estrechas pueden parecer fácilmente tener una absorción máxima menor que la absorción real de la muestra porque la capacidad del instrumento para medir la transmisión de luz a través de la muestra está limitada por el nivel de luz parásita. Un método para reducir la luz parásita en estos sistemas es el uso de monocromadores dobles . La relación entre la luz parásita transmitida y la señal se reduce al producto de la relación para cada monocromador, por lo que la combinación de dos monocromadores en serie con 10 −3 de luz parásita cada uno produce un sistema con una relación de luz parásita de 10 −6 , lo que permite un rango dinámico mucho mayor para las mediciones.
También se han inventado métodos para medir y compensar la luz parásita en espectrofotómetros. [3] La norma ASTM E387 describe métodos para estimar la luz parásita en espectrofotómetros. [4] Los términos utilizados son potencia radiante parásita (SRP) y relación de potencia radiante parásita (SRPR).
También existen fuentes comerciales de materiales de referencia que ayudan a probar el nivel de luz dispersa en espectrofotómetros. [5]
Astronomía
En astronomía óptica , la luz difusa del resplandor del cielo puede limitar la capacidad de detectar objetos débiles. En este sentido, la luz difusa es luz procedente de otras fuentes que se enfoca en el mismo lugar que el objeto débil.
La luz parásita es un problema importante en el diseño de un coronógrafo , utilizado para observar la corona solar .
Fuentes
Existen muchas fuentes de luz difusa. [6] Por ejemplo:
- Órdenes fantasma en las rejillas de difracción . Estas pueden ser causadas por variaciones periódicas en el espaciado de las ranuras en las rejillas regladas, por ejemplo.
- Luz dispersada hacia un telescopio desde partículas a lo largo del camino óptico hacia una estrella.
- Luz emitida por componentes del sistema óptico.
- Los sistemas ópticos infrarrojos son, obviamente, especialmente susceptibles debido a la radiación térmica .
- Una forma de reducir el efecto de la radiación infrarroja dispersa generada dentro del sistema es pasar de trabajar con señales de CC a una banda de frecuencia estrecha donde la amplitud de las emisiones dispersas es menor. Esto se puede hacer, por ejemplo, modulando la luz de la fuente que entra al sistema con un chopper óptico y aislando el componente de señal de la fuente detectado del componente de radiación dispersa detectado con un amplificador de bloqueo sincronizado con la frecuencia del chopper. Sin embargo, este enfoque todavía está limitado por el rango dinámico del detector. Es decir, el componente de radiación dispersa no debe ser tan grande como para saturar el detector.
- Reflexiones de las superficies de las lentes .
- Los recubrimientos antirreflejos se utilizan para reducir la luz parásita.
- Efecto Narciso [7] - En concreto, la radiación térmica del detector infrarrojo se refleja hacia sí mismo desde las superficies de las lentes.
- Luz dispersada desde las superficies de las estructuras de soporte dentro del sistema óptico.
- Reflexión difusa de superficies de espejo imperfectas .
- Fugas de luz en el recinto del sistema.
Herramientas de diseño
Existen varios programas de diseño óptico que pueden modelar la luz dispersa en un sistema óptico, por ejemplo:
Estos modelos se pueden utilizar para predecir y minimizar la luz parásita en el sistema final.
Véase también
Referencias
- ^ "Sección 4: Relación señal-ruido óptica y luz dispersa" . Consultado el 6 de febrero de 2009 .
- ^ "Luz difusa y verificación del rendimiento". Mettler Toledo . Consultado el 14 de agosto de 2018 .
- ^ "Medición y compensación de luz dispersa – Patente 4526470" . Consultado el 6 de febrero de 2009 .
- ^ "ASTM E387 -04 Método de prueba estándar para estimar la relación de potencia radiante dispersa de..." Consultado el 6 de febrero de 2009 .
- ^ "Materiales de referencia sobre luz dispersa" . Consultado el 6 de febrero de 2009 .
- ^ ab "Luz difusa e imágenes fantasma: analizadas y reducidas mediante software de simulación" (PDF) . Consultado el 6 de febrero de 2009 .
- ^ Lau, AS (1977). Lytle, John D.; Morrow, Howard E. (eds.). "El efecto Narcissus en sistemas de escaneo óptico infrarrojo". Problemas de luz difusa en sistemas ópticos . Problemas de luz difusa en sistemas ópticos. 107 : 57. Bibcode :1977SPIE..107...57L. doi :10.1117/12.964596. S2CID 122030149.
