鬼像階數的定義為：光線從透鏡左邊入射，經過一次反射，光線出射后與主光軸的焦點即為一階鬼像（如圖 1），依此類推，兩次反射為二階鬼點，三次反射為三階鬼點，等等。目前的研究，大多數是采用矩陣光學的方法，將透射面視為反射面，逐次計算光線在這些非正常光路下與光軸的交點，從而確定各階鬼像位置。這種方法，雖然精確，但當反射面增多時，不僅公式的推理相當困難，得出相應公式后，計算量也是無法忽視的問題。在我們編寫的軟件里，應用了光線追跡的方法，提出了將二叉樹作為中間數據存儲的新方式，實際應用中能有效的找出多階鬼像位置，為實際的系統(tǒng)設計提供有力的理論支持。

當一束光入射于某光學表面，如果正常光路為透射，則不可避免的將產生殘余反射；這樣，經過一個光學表面的光束將變?yōu)閮墒�光，然后再對這兩束光分別進行光線追跡。因此，為全面描述系統(tǒng)中雜散光束的傳播情況，并捕捉鬼像點，可以采用二叉樹這種數據結構，它具有在內存中隨機開辟空間，可按照雜散光傳播路徑動態(tài)建立、動態(tài)刪除的特點。

大功率紅外光學系統(tǒng)雜散光分析軟件的創(chuàng)新點和實例計算

3.1大功率紅外光學系統(tǒng)雜散光分析軟件中的創(chuàng)新點

在大功率紅外光學系統(tǒng)中，激光光線多次反射形成的高階鬼像其能量仍可能對系統(tǒng)器件造成威脅，因而對這樣的系統(tǒng)進行高階的鬼像分析是非常必要的。然而，現(xiàn)今流行的商業(yè)光學設計軟件，都沒有關于這個問題的分析模塊。我們針對這種現(xiàn)狀，提出了應用二叉樹的數據存儲方式，大大節(jié)省了存貯空間，提高了運算速度，使鬼像的高階分析成為可能。

系統(tǒng)中產生的鬼像將是數以千計的，如果沒有一個合理的統(tǒng)計功能，即使得出結果，也是無法應用于實際分析的。我們的軟件中，添加了強大的統(tǒng)計功能，可以按照能量密度大小，距離某一光學表面位置，發(fā)散角等多個參數對形成的鬼光束進行排序�？梢苑浅Ｖ庇^的先運用近軸分析的方法，找到對系統(tǒng)影響比較大的幾個鬼像點，再針對這些點進行細致的實際光線追跡運算，既對系統(tǒng)有個全面的把握，又能精確的分析某個光學表面附近的鬼像情況，為設計階段的結構調整提供可靠的參考數據。 

3.2 實例計算

基于以上數據結構與算法，作者編制了紅外激光光學系統(tǒng)雜散光分析軟件，以下用一個焦距為 114 mm 的紅外光學系統(tǒng)為例，對其鬼像進行一個全面的分析。

圖2.一個較復雜紅外光學系統(tǒng)：f’=114.704, D/f’=1/1.5