Luz parásita

La luz parásita es la luz no deseada presente en un sistema óptico, que puede provenir de la fuente prevista, pero se desvía de su trayectoria diseñada, o de una fuente distinta a la principal. Esta luz reduce la oscuridad del sistema óptico, lo que disminuye la relación señal/ruido o relación de contraste, y por lo tanto suele establecer un límite en el rango dinámico del sistema.

Puede ser causada por muchos fenómenos desde dispersión: sobre una superficie rugosa, por contaminación superficial, interna (dentro de una lente, por ejemplo), debido a defectos cosméticos de la superficie; reflexiones residuales de superficies ópticas (efecto fantasma), difracción, autoemisión del detector (relevante para detectores térmicos), o luz ambiental, como la contaminación lumínica o la luz zodiacal.

En un telescopio reflector, debido a errores de diseño o problemas con el ángulo o la curvatura del espejo,^[1]​ la luz parásita causa errores en las observaciones y, en ocasiones, graves problemas. Además, es difícil de corregir, por lo que los telescopios con luz parásita intensa a menudo deben desecharse.^[2]​

La luz parásita en el ojo humano se denomina luz parásita intraocular.

En instrumentos de medición ópticos que trabajan con luz monocromática, como los espectrofotómetros, la luz parásita se define como cualquier luz presente en un sistema distinta de la longitud de onda (color) prevista. El nivel de luz parásita es una de las especificaciones más importantes de un instrumento.^[3]​ Por ejemplo, una banda de absorción intensa y estrecha puede fácilmente 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 entre la luz parásita transmitida y la señal es el producto de la relación de 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 desarrollado métodos para medir y compensar la luz parásita en espectrofotómetros,^[4]​ como la norma ASTM E387 que describe un método para estimar la luz parásita en estos,^[5]​ utilizando la potencia radiante parásita (SRP) y la relación de potencia radiante parásita (SRPR).

También existen materiales de referencia disponibles comercialmente para ayudar a calibrar los niveles de luz parásita en los espectrofotómetros.^[6]​

En astronomía óptica, la capacidad de detectar objetos celestes tenues se ve afectada por la luz parásita causada por el resplandor del cielo, que es luz de otras fuentes que converge en la misma ubicación que el objeto, por lo tanto es un problema crítico porque puede reducir el contraste de las imágenes, introducir ruido en las observaciones y afectar la precisión de las mediciones fotométricas o espectroscópicas. Por ejemplo, en un telescopio, la luz parásita puede crear un fondo no deseado que dificulta la detección de objetos débiles como galaxias lejanas o exoplanetas.

La luz parásita también es un problema importante en el diseño de coronógrafos, utilizados para observar la corona solar.

Existen muchas fuentes de luz parásita,^[7]​ por ejemplo:

• Lineas falsas o fantasmas en redes de difracción. Estas pueden ser causadas por variaciones periódicas en el espaciado de las ranuras en redes regladas, por ejemplo.
• Luz dispersada por partículas en el aire en la línea de visión de un telescopio.
• Luz emitida por componentes del sistema óptico.
  • Los sistemas ópticos infrarrojos son particularmente susceptibles a los efectos de la radiación térmica.
    • Una forma de reducir el efecto de la luz parásita infrarroja generada dentro del sistema es utilizar una banda de frecuencia estrecha en lugar de una señal de corriente continúa (DC), donde la amplitud de las emisiones parásitas 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 parásito detectado con un amplificador de bloqueo sincronizado con la frecuencia del chopper. Sin embargo, este enfoque no puede excluir los efectos del rango dinámico del detector; es decir, no es aplicable si el componente de luz parásita satura el detector.
• Reflexión en la superficie de las lentes.
  • Se pueden utilizar recubrimientos antirreflejos para reducir la luz parásita.
  • El fenómeno por el cual la radiación térmica del propio detector infrarrojo se refleja en la superficie de la lente y regresa se denomina efecto Narciso.^[8]​
• Luz dispersada desde la superficie de una estructura de soporte dentro del sistema óptico.
• Reflexión difusa de una superficie imperfecta de espejos.
• Fugas de luz en la estructura de sellado de un sistema óptico.

La dispersión se describe mediante la Función de reflectancia de dos rayos. Cada tipo de dispersión tiene su propia función. Además, cada función tiene su propio conjunto de parámetros para describir la dispersión con mayor precisión. Los modelos más utilizados son:

• Dispersión sobre una superficie rugosa: modelo Harvey-Shack, modelo ABg, modelo de correlación K (ABC);
• Dispersión por contaminación: Modelo Mi + estándar MIL-STD-1246D.
• Defectos cosméticos: modelo de Peterson

Se han diseñado varios programas de diseño óptico que pueden modelar la luz parásita, por ejemplo:

• ASAP
• FRED^[7]​
• Synopsys LightTools
• TracePro
• Zemax

Estos modelos se pueden utilizar para predecir y minimizar la luz parásita en el sistema final.

• Deslumbramiento
• Destello de lente
• Distribución de energía espectral

• Esta obra contiene una traducción derivada de «Stray light» de Wikipedia en inglés, concretamente de esta versión, publicada por sus editores bajo la Licencia de documentación libre de GNU y la Licencia Creative Commons Atribución-CompartirIgual 4.0 Internacional.