第 １ 章 簡介和術語 / １
１．１ 研讀本書的前提條件 / ４
１．２ 本書的組織結構 / ４
１．３ 雜散光術語 / ６
１．４ 小結 / １０
參考文獻 / １０
第 ２ 章 雜散光分析中的基本輻射度學 / １２
２．１ 輻射度學術語 / １３
２．２ 輻射傳輸 / ２８
２．３ 探測器響應度 / ３５
２．４ 小結 / ３６
參考文獻 / ３７
第 ３ 章 雜散光分析中的基本光線追跡 / ４０
３．１ 建立雜散光模型 / ４０
３．２ 光線追跡 / ４３
３．３ 小結 / ５８
參考文獻 / ５９
第 ４ 章 光學表面粗糙度和塗層引起的散射 / ６０
４．１ 未鍍膜的光學表面粗糙度引起的散射 / ６１
４．２ 鍍膜光學表面粗糙度引起的散射 / ７２
４．３ 劃痕和凹痕引起的散射 / ７４
４．４ 小結 / ７５
參考文獻 / ７５
第 ５ 章 微粒污染物引起的散射 / ７７
５．１ 球形微粒的散射(米氏散射理論) / ７９
５．２ 微粒密度函數模型 / ８１
５．３BSDF 模型 / ９０
５．４ 污染物散射與表面粗糙度散射的比較 / ９５
５．５ 體材料內雜質引起的散射 / ９５
５．６ 分子污染物 / ９８
５．７ 小結 / ９８
參考文獻 / ９９
第 ６ 章 黑化表面處理引起的散射 / １０２
６．１ 黑化表面處理的光散射的物理過程 / １０３
６．２ 黑化表面處理的選擇標準 / １１４
６．３ 黑化表面處理的類型 / １１６
６．４ 常用的黑化表面處理的概論 / １２１
６．５ 小結 / １２２
參考文獻 / １２３
第 ７ 章 鬼反射、孔徑衍射和衍件的衍射 / １２５
７．１ 鬼反射 / １２５
７．２ 孔徑衍射 / １３４
７．３ 衍件的衍射 / １４０
７．４ 小結 / １４４
參考文獻 / １４５
第 ８ 章 針對雜散光抑制的光學設計 / １４７
８．１ 使用視場光闌 / １４７
８．２ 無遮攔光學設計 / １４９
８．３ 限度地減少孔徑光闌與焦平面之間件數目 / １５１
８．４ 裡奧光闌使用方法 / １５２
８．５ 使用光瞳掩模來遮擋支柱和其他遮擋物的衍射和散射 / １５５
８．６ 限度地減少孔徑光闌的光照強度 / １５６
８．７ 限度地減件的數量,尤其件的數量 / １５６
８．８ 避免件放置在中間像面上 / １５７
８．９ 避免將鬼像聚焦在焦平面上 / １５７
８．１０ 降低漸暈(包括支柱的投影立體角) / １５８
８．１１ 使用時間、頻譜或偏振濾波器 / １５９
８．１２ 在紅外繫統中使用非均勻補償和反射式暖屏 / １６０
８．１３ 小結 / １６３
參考文獻 / １６４
第 ９ 章 擋板和冷屏設計 / １６５
９．１ 主擋板和冷屏的設計 / １６６
９．２ 主擋板和冷屏的葉片設計 / １７０
９．３Cassegrain 型繫統的擋板設計 / １７６
９．４ 反射擋板葉片的設計 / １８１
９．５ 掩模的設計 / １８３
９．６ 小結 / １８４
參考文獻 / １８５
第 １０ 章 BSDF 、
TIS 和繫統雜散光的測量 / １８６
１０．１BSDF 的測量(散射計) / １８６
１０．２TIS 的測量 / １８９
１０．３ 繫統雜散光的測量 / １９０
１０．４ 內部雜散光測試 / １９６
１０．５ 小結 / １９６
參考文獻 / １９６
第 １１ 章 雜散光工程過程 / １９８
１１．１ 定義雜散光要求 / ２００
１１．２ 光學繫統設計與表面粗糙度、污染等級和塗層的選取 / ２０２
１１．３ 構建雜散光模型,設置擋板和表面處理狀態 / ２０３
１１．４ 計算雜散光性能 / ２０３
１１．５ 構建和測試 / ２０４
１１．６ 流程結束 / ２０５
１１．７ 小結 / ２０６
１１．８ 經驗和指南 / ２０７
參考文獻 / ２０８ 

1741年，著名的瑞士數學家萊昂哈德·歐拉(Leonhard Euler)應普魯士國王腓特烈(Frederick)大帝的要求，為他的姪女，安哈爾特·德紹公國（Anhalt Dessau）的公主，寫一本關於自然哲學與科學的教程（見圖0.1）。歐拉給公主寫了一繫列的信件作為教材，每周一封，將近持續了250周（234封）。這些信件終被整理成集並出版，成為流行的科學著作之一［1］。

在題為《構建望遠鏡的注意事項》［2］的信中（見圖0.2），歐拉建議公主：“在鏡管中（包括望遠鏡），除了那些通過物鏡傳輸的光線外，沒有光線能到達其他透鏡。……如果有一些意外讓鏡管有輕微的穿孔，那麼外來的光線將會擾亂物體的圖像。”

他也建議公主：“……將整個望遠鏡的內部做到盡可能的黑，因為眾所周知，不管光線有多強，黑色都不會反射光線。”

盡管他稱之為光圈(diaphragm)而不是視場光闌，歐拉還是繼續提出將其作為進一步“減少我一直在說的不好的影響”的工具。這種“不好的影響”現在被我們稱為雜散光，這封信表明了早在數百年前就有人將雜散光確定為一個問題。歐拉討論的處理雜散光的方法（如使用黑化表面處理、視場光闌和擋板）至今仍然是處理雜散光的主要方法（分別見第6章、第8章和第9章）。當然，也有一些方法改變了，歐拉和公主沒有我們今天這樣強大的計算能力，因此無法將望遠鏡的雜散光影響程度預測到現在能達到的精度。另外，他們的望遠鏡出現的雜散光雖然是一個“不好的影響”，但相比於價值數的太空望遠鏡中由於雜散光而造成的科學數據丟失，並不是那麼可怕。

不過，這封信表明了這個問題和許多解決方案至今仍舊沒有改變。歐拉的目標與本書是一致的：為光學工程師能夠設計出將雜散光影響得到有效抑制的光學繫統提供必要的理論知識和分析工具。除了歐拉的信，還有數百篇關於這個主題的論文，我們這裡不可能把所有的內容都包括進來。因此，我們隻討論光學繫統工程實施中急需的內容。這裡有一個很重要的不同，以前的許多文獻論述了關於光學散射和雜散光的科學原理，但很少討論其在工程實踐中的應用，本書不但總結了這些重要的科學成果，為更詳細的研究提供索引信息，並且將這些科學成果應用於光學繫統工程中。本書還考慮了進行雜散光分析時的經濟學問題，這也是當前文獻中所缺乏的一個維度。有時，負責執行雜散光分析的工程師有幾個月的時間和大量的預算，但也可能隻有15分鐘的時間，並且沒有預算。本書為各種預算提供了方法和解決方案，同時量化了每種方法相應的準確性。

Eric C.Fest
圖森，亞利桑那州