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Articulo de referencia

Luz dispersa

Una fotografía afectada por luz parásita. La luz dispersa es la luz en un sistema óptico que no fue prevista en el diseño. La luz puede provenir de la fuente prevista, pero segu...

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Una foto con fuga de luz que muestra
Una fotografía afectada por luz parásita.

La luz dispersa es la luz en un sistema óptico que no fue prevista en el diseño. La luz puede provenir de la fuente prevista, pero seguir trayectorias distintas a las previstas, o puede provenir de una fuente distinta a la prevista. Esta luz a menudo establece un límite de funcionamiento en el rango dinámico del sistema; limita la relación señal-ruido o la relación de contraste , al limitar la oscuridad que puede alcanzar el sistema. [ 1 ] La luz dispersa ocular es la luz dispersa en el ojo humano .

Sistemas ópticos

Luz monocromática

Los instrumentos de medición óptica que trabajan con luz monocromática , como los espectrofotómetros , definen la luz parásita como la luz en el sistema en longitudes de onda (colores) distintas a la deseada. 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 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 de luz parásita transmitida a 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 dispersa en los espectrofotómetros. [ 3 ] La norma ASTM E387 describe métodos para estimar la luz dispersa en los espectrofotómetros. [ 4 ] Los términos utilizados son potencia radiante dispersa (SRP) y relación de potencia radiante dispersa (SRPR).

También existen fuentes comerciales de materiales de referencia para ayudar a probar el nivel de luz dispersa en espectrofotómetros. [ 5 ]

Astronomía

En astronomía óptica , la luz dispersa proveniente del resplandor del cielo puede limitar la capacidad de detectar objetos débiles. En este sentido, la luz dispersa es luz 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

Hay muchas fuentes de luz dispersa. [ 6 ] Por ejemplo:

  • Órdenes fantasma en redes de difracción . Estas pueden ser causadas por variaciones periódicas en el espaciado de las ranuras en redes regladas, por ejemplo.
  • Luz dispersada hacia un telescopio por partículas a lo largo de la trayectoria óptica hacia una estrella.
  • Luz emitida por los 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 parásita generada dentro del sistema es pasar de trabajar con señales de CC a una banda de frecuencia estrecha donde la amplitud de las emisiones parásitas sea menor. Esto se puede lograr, por ejemplo, modulando la luz de la fuente que ingresa al sistema con un modulador óptico y aislando el componente de señal de la fuente detectado del componente parásito detectado con un amplificador de bloqueo sincronizado con la frecuencia del modulador. Sin embargo, este enfoque aún está limitado por el rango dinámico del detector. Es decir, el componente parásito no debe ser tan grande como para saturar el detector.
  • Reflejos de las superficies de las lentes .
    • Los recubrimientos antirreflectantes se utilizan para reducir la luz dispersa.
    • Efecto Narciso [ 7 ] - Específicamente, la radiación térmica del detector infrarrojo se refleja de vuelta hacia sí misma desde las superficies de las lentes.
  • Luz dispersada desde las superficies de las estructuras de soporte dentro del sistema óptico.
  • Reflexión difusa en superficies de espejos imperfectas .
  • Se producen fugas de luz en la carcasa del sistema.

Herramientas de diseño

Varios programas de diseño óptico pueden modelar la luz dispersa en un sistema óptico, por ejemplo:

Estos modelos pueden utilizarse para predecir y minimizar la luz dispersa en el sistema final.

Véase también

Referencias

  1. ↑ "Sección 4: Relación señal-ruido óptica y luz parásita" . Consultado el 6 de febrero de 2009 .
  2. ↑ "Luz dispersa y verificación del rendimiento" . Mettler Toledo . Consultado el 14 de agosto de 2018 .
  3. ↑ "Medición y compensación de luz parásita – Patente 4526470" . Consultado el 6 de febrero de 2009 .
  4. ↑ "ASTM E387 -04 Método de prueba estándar para estimar la relación de potencia radiante dispersa de..." Recuperado el 6 de febrero de 2009 .
  5. ↑ "Materiales de referencia sobre luz dispersa" . Consultado el 6 de febrero de 2009 .
  6. 1 2 "Luz dispersa e imágenes fantasma: análisis y reducción mediante software de simulación" (PDF) . Consultado el 6 de febrero de 2009 .
  7. ↑ Lau, AS (1977). Lytle, John D.; Morrow, Howard E. (eds.). "El efecto Narciso en sistemas de escaneo óptico infrarrojo". Problemas de luz dispersa en sistemas ópticos . Problemas de luz dispersa en sistemas ópticos. 107 : 57. Bibcode : 1977SPIE..107...57L . doi : 10.1117/12.964596 . S2CID 122030149 .