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【第二届网络原创大赛作品】杂散光介绍

祥子

2009/08/01

紫外可见分光光度计（UV）

杂散光(stray light)介绍

一。杂散光的定义

杂散光的定义在不同的文献中不不同的定义。

文献12中给出的杂散光的定义是“不该有光的地方有光，这就是杂散光。”

赵本山的“关东大先生”中，贝勒爷评价关东大先生，”关键他不按套路出牌“ (暗台词就是他很难对付)，杂散光也是这样，很难对付，所以，不妨给杂散光起个新定义-----------“不按套路出牌的光，就叫杂散光”。

二。杂散光产生的原因

文献12中，给出杂散光的产生原因有：

1. 灰尘玷污光学元件（如光栅、棱镜、透镜、反射镜，滤光片等），如图5.1.1。

2. 光学元件产生的其他缺陷（如光栅、透镜、反射镜、棱镜材料中的气泡等），如图5.1.2。

3. 光学元件被损伤，如图5.1.3。

图5.1.4是由于机械制造误差引起的杂散光从透镜边缘射入。

4. 单色器的内壁黑化处理不当。

如果打开分光光度计，你会发现，里面的部件、盒子都是黑色的，尤其是单色器黑匣子，黑化的目的就是捕获“不按套路出牌”逃逸出来的光。

5. 狭缝的缺陷。本来光通过狭缝时，“套路”应该是直线传播，如图5.1.5 中的A情况；可是由于狭缝的“单缝衍射作用”，光线偏离直线方向传播。

6. 准直系统内部或有关隔板边缘的反射。

7. 热辐射或荧光引起的二次电子发射。

8. 光束孔径不匹配。

9. 光学系统的像差。

图5.1.6是入射光线由于透镜上反射，引起杂散光。图中红线是正常传播光线，蓝线和绿线由于透镜的反射偏离正常传播路径，变成杂散光，引起鬼影(ghost reflection)。

据文献12中介绍，光栅是杂散光的主要来源。它产生的杂散光占总杂散光的80%以上。

三。杂散光产生和传播的过程

以图5.1.7为例，定性说明一个杂散光产生和传播的过程。

杂散光产生和传播过程：

假设图5.1.6中的光源辐射5条带四种颜色帽子的白光(复色光)，2条戴橙色帽子，1条戴蓝色帽子，1条戴红色帽子，1条黑色帽子。

以下简称小橙哥俩，小蓝，小红，小黑。

a. 小橙哥俩

小橙哥俩的行进路线（称为A路线）是按正常的“套路出牌的”，如图5.1.7中的2条橙色线，这是设计者的初衷，为理想情况。

b. 小蓝。

小蓝行进路线（称为B路线）：M0---> M6---> 单色器内壁。

小蓝自光源出发，经M0反射，入射到反射镜M6上，由于M6的某种缺陷（比如上面说的灰尘、损伤），小蓝偏离了正常的反射路径，被散射到单色器的内壁上，由于单色器内壁都做了黑化处理，所以，小蓝被捕获（把单色器内壁想像成宇宙中的黑洞也是不错的）。

c . 小红。

小红行进路线（称为C路线）：M0-->M5--->M4--->M8--->M10--->M12--->参比池--->M13-->M14-->检出器。小红在遇到反光镜M4之前，都在按正常的路径前进，当遇到M4后时，由于M4的某些缺陷，造成小红直接从M4上反射到M8上，未经G2光栅色散，然后经过多个反射镜的反射，到达检出器，显然这违背了设计者的初衷，未按"套路出牌"，造成测量误差。

d. 小黑。

小黑行进路线（称为D路线）：M0-->M6-->M1-->G1-->M2-->G1-->M1-->G1-->M2-->M7-->M11-->M9-->M16-->M15-->检出器。小黑在反射镜M1之前都是按正常路径前进，但是由于光栅G1的某种缺陷（如刻痕损伤、灰尘）造成小黑在G1上多次衍射，正常的只能衍射一次，所以小黑也未能"按套路出牌"，也引起测量误差。

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祥子

第1楼2009/08/01

四。杂散光对高浓度试样的影响

如图5.1.8所示，随着杂散光的增大，曲线向X轴弯曲。

五。杂散光的其他一些例子

图5.1.9，图5.1.10是一个复杂的光学成像系统。由于入射光线在内部光学元件上的二次反射（图10中的first reflection 和second reflection），造成实际拍摄的图像中出现“鬼影”，正常的图像该是只有图5.1.11中的淡蓝色圆环，其他影像就是鬼影(ghost reflection)。

参考文献：

12.紫外可见分光光度计李昌厚

13.Stray Light – Measurement and Effect on Performance in UV-Visible Spectrophotometry
Michael W. Allen, Ph.D., Thermo Fisher Scientiﬁc, Madison, WI, USA

14.ANALYSIS OF STRAY LIGHT IN MOST COMPLEX SITUATIONS JeanClaude PERRIN

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精
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chemistryren

第2楼2009/08/02

太专业了，有些看不懂啊。

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老难人

第3楼2009/08/02

写的好,不愧是专家.图文并茂,通俗易懂.

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初学者&九点虎

第4楼2009/08/02

非常感谢楼主

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shaweinan

第5楼2009/08/03

　　本人认为，杂散光的确切定义应为：未按指定光路到达检测器的光。它给检测造成的误差可通过吸光度的定义来进行分析。吸光度的定义为：

　　　　吸光度＝lg( 入射光 / 透射光 )

但实际检测到的是：

　　　　吸光度＝lg［(入射光+杂散光₁)/ (透射光+杂散光₂)］

当入射光很强时，杂散光对入射光的影响基本上可以被忽略。可在高吸光度的检测时，因为透射光比较弱，所以杂散光的影响就会越来越大，从而使检测到的吸光度对真实吸光度偏离的也就越来越多。

0

夕阳

第6楼2009/08/03

应助达人

文字不多，篇幅不长；但内容涵盖得很多，需要慢慢咀嚼了。
难为楼主将一个杂散光得知识介绍得如此详细。

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tutm

第7楼2009/08/03

写得很形象生动，也涉及一定的深度了。

杂散光的影响在测试中是相对固定的，探讨一下，在测试吸光度较大的样品时，使用一阶导数是否能消除这个近似常量的影响？

0

auto1235

第8楼2009/08/03

好文章，
但如果能够把杂散光对于实际溶液测试时的影响阐述得更清楚就好了。
在实际应用中，太多的仪器忽略这方面的日常检定导致数据的不真实了。

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阿童木

第9楼2009/08/03

喜欢这样的帖子将知识介绍的这么生动,吸引我一直看下去,希望有更多这样的帖子发出来.有一个疑问请教,杂散光虽是不按套路出牌的光,但光学系统的缺陷是固定的,那么杂散光不就是按照固定的它自己的套路出牌吗?每次拍摄之后得到的鬼影应该一致,为什么说不一致呢?请解我心中疑团,谢谢!

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祥子

第10楼2009/08/03

是这样的，在李昌厚的那本书上其实给出了好多定义，李昌厚给出一个自己觉得很满意的定义，但我感觉还是不懂。

公式也是您给出的那样，您解释的也非常易懂。

shaweinan 发表:　　本人认为，杂散光的确切定义应为：未按指定光路到达检测器的光。它给检测造成的误差可通过吸光度的定义来进行分析。吸光度的定义为：

　　　　吸光度＝lg( 入射光 / 透射光 )

但实际检测到的是：

　　　　吸光度＝lg［(入射光+杂散光₁)/ (透射光+杂散光₂)］

当入射光很强时，杂散光对入射光的影响基本上可以被忽略。可在高吸光度的检测时，因为透射光比较弱，所以杂散光的影响就会越来越大，从而使检测到的吸光度对真实吸光度偏离的也就越来越多。

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