光噪声
仪器信息网 · 2008-11-05 13:54 · 38980 次点击
光噪声(lightnoise)
噪声是指对于某一物理量的理想值或其期望值的随机偏离。一个光学系统的结构可分为三个部分:输入端O(物信号或光信息源),交换系统S和输出端D,此外还存在传输媒质。光学信息系统的噪声来自上述几个部分。
由于实际光源的发光机理是遵守统计规律,对输入端的物,不论是自发光或其他光源照射下反射光或透射光,由它的任一面元射出的瞬时光强作无规则起伏,因此物的瞬时强度不是理想的信号。探测器的时间响应有一定的宽度,在宽度内对光强的瞬时起伏作了时间平均;探测器的入窗有一定的面积,在此面积内对光子的分布作了空间的平均。对不太弱的物光,可认为输入的是理想的信号。但对天文和航天观察中会遇到极其微弱的光信号源,已无法决定理想的信号。变换系统S是由透镜、棱镜等组成常规的光学系统,一般不产生噪声。
当输出端是由光电探测器接收时必须考虑各种光电转换器的散粒噪声和热噪声。如用感光胶片作为记录介质,将存在颗粒噪声。传输媒质往往是空气,由于湍流其折射率存在局部的无规起伏,使得系统的点扩展函数成为时间的随机过程而引入噪声。
如采用相干光作为照明光源,因其具有很高的空间相干性,光波在漫射表面上反射或透过一漫射板时就会产生斑纹,对成像面而言就是斑纹噪声。记录和检测装置还不免接收到杂散光,构成背景噪声。
从噪声与信号的关系区分,如噪声是一个与信号无关的独立随机过程,则称此噪声为加性噪声;如噪声与信号成正比,则称此噪声为乘性噪声;当噪声的功率谱为一常数时,称为白噪声。