最小光斑尺寸

最小光斑尺寸被广泛用于描述温度计或热成像仪等温度测量设备的光学分辨率。它规定了可以从特定距离准确测量温度的最小目标尺寸。由于光斑尺寸随焦距变化，因此通常需要计算距离与光斑尺寸比（D:S 比）。

D:S 比率的计算方法是用测量距离（焦距）D 除以测量光斑尺寸。该比率对于计算不同距离上的光斑大小以确保精确的温度测量至关重要。为确保准确的温度测量，目标尺寸必须至少与测量光斑尺寸相同。最小光斑尺寸的确切定义如下： 当测量设备检测到目标能量的 90% 时，就可以确定光斑尺寸的直径。该极限值设定了必须保证的最小光斑尺寸。

在焦距可调的设备中，在整个测量范围内采用单一的 D:S 比率。虽然光斑尺寸会随着距离的增加而增大，但比率却保持不变。相反，固定焦距设备（如紧凑型测温仪）的 D:S 比率仅适用于特定焦距。将目标移出焦距后，D:S 比值会减小，从而导致测量光斑变小和潜在的温度偏差。

从光学角度来看，D:S 比与测量设备的焦距 F 和探测器尺寸 d 有关。焦距越长，D:S 比值越大，但测量设备的尺寸通常也越大。这就是为什么结构紧凑的设备通常具有更适中的 D:S 比值。在某些应用中，由于目标物体较大，需要对其整体进行测试，从而对物体的总尺寸进行平均温度测量，因此这种方法非常有用。

对于热像仪来说，最小光斑尺寸的概念也很常见。探测器阵列中的每个像素都代表一个潜在的测量点，定义了瞬时视场（IFOV）。 由于像素尺寸通常较小，而且衍射极限形成的是艾里盘而不是尖锐的光点，因此需要一个以上的像素才能实现高精度的温度测量。这种光斑大小被称为测量视场（MFOV），通常包括 3×3 像素。在这种情况下，MFOV 与测温仪的测量点相当，热像仪的 D:S 比值也可以计算出来。