光污染問題最早于20世紀30年代由國際天文界提出，他們認為光污染是城市室外照明使天空發(fā)亮造成對天文觀測的負面影響。后來英、美等國稱之為“干擾光”，在日本則稱為“光害”。全國科學技術名詞審定委員會審定公布對天文光污染的定義：影響光學望遠鏡所能檢測到的最暗天體極限的因素之一。通常指天文臺上空的大氣輝光、黃道光和銀河系背景光、城市夜天光等使星空背景變亮的效應。筆者把光害比喻為“火盆”，浩瀚的天空，籠罩在“火盆”之中，雖然展示的城市的繁榮發(fā)展，但卻常常讓天文愛好者望空興嘆。

在城市中拍攝深空天體，一般我們都希望能夠有足夠長的時間曝光，但是背景光大大限制了曝光的時間。而使用了濾鏡后，有選擇地濾除光害，可以有效地抑制背景光，延長曝光時間，對于天體特定波長的發(fā)射線仍然是高透的，通過長時間曝光，提高星云對比度，再現(xiàn)星云的細節(jié)。這篇文章只討論常用光害抑制濾鏡。

1 濾鏡“拒絕”哪些光，透過哪些光？

Q1 濾鏡“拒絕”了哪些光？

A濾鏡主要是濾除了城市人造光污染、天光（skylight）和輝光（glowlight）。關于人造光，主要是由Na燈和Hg燈組成，屬于線狀譜，其發(fā)射線主要是：

城市有害光Na和Hg燈對應的波長

| Hg 435.8nm | Hg 446.1nm | Hg 577.0nm | Hg 578.1nm |

| Na 589.0nm | Na 589.6nm | Na 615.4nm | Na 616.1nm |

Q2 濾鏡透過哪些光？

A濾鏡主要是使發(fā)射星云、行星狀星云以及超新星遺跡等線狀譜的光透過,其線狀譜對應發(fā)射點波長：

線狀譜發(fā)射線

| Hβ 486nm | Olll 496nm | Olll 501nm | Hα 656nm |

| N-ll 654nm | N-ll 658nm | S-ll 672nm |

加77mm UHC濾鏡 圖：張俊潔 攝

使用濾鏡后天空背景被抑制很好，幾乎是黑色，且沒有橙色溢出，而對城市光源有很好的抑制作用，從側(cè)面證明了濾鏡對城市光污染有很好的截止作用。值得一提的是，加了濾鏡之后，明顯曝光不足，這是因為濾鏡屬于干涉濾鏡，對于連續(xù)光譜是有減光作用，減少了細節(jié)。

（備注：很多同好提到的改機，是因為原來的低通Ha 656nm波段透過只有25%左右，天文改機主要是使紅色發(fā)射線、Ha、NII以及SII高透，因為星云中富含大量的氫元素（紅色），可以提高拍攝效率以及得到更多星云的細節(jié)。）

2 學會看曲線選擇濾鏡：

現(xiàn)在光害濾鏡的名字因地區(qū)差異以及習慣不一樣，叫法也不一樣：UHC、CLS、CLS-CCD、P2、V4、deep-sky Filter等都是屬于光害濾鏡......此次主要以國內(nèi)昆明宇隆光電生產(chǎn)的OptoLong光害濾鏡來做簡單的分析介紹。

這里讓我們再回顧一下光害點和星云線狀譜發(fā)射線，了解牢記光害點和星云的發(fā)射線，這樣才能更有針對地選擇濾鏡。

圖1 Optolong濾鏡——CLS

圖2 Optolong濾鏡——UHC

圖3 Optolong濾鏡——CLS-CCD

由三條曲線可以看得出：

濾鏡在OIII（496nm、501nm）、Hβ（486nm）和Ha（656nm）以及SII（672nm）頻段的透過率極高。而對光害發(fā)射線幾乎都是阻斷的，有很好的抑制作用。

對比CLS（圖1）和UHC（圖2）

由曲線可以看得出：濾鏡在OIII、Hβ和Ha以及SII頻段的透過率極高。而對光害發(fā)射線幾乎都是阻斷的，對天空背景有良好的抑制作用。

UHC透過的帶寬會更窄一些，減少了大部分的藍光和綠光的進入，同時也減少了有害光的干擾，對星云對比度高，相對適合在城市中使用。而CLS帶寬相對寬，適合在郊區(qū)或者山上光污染小的地方使用。

對比UHC（圖2）和CLS-CCD（圖3）

由曲線可以看得出，兩款曲線透過頻帶比較接近，在發(fā)射線Hβ、OIII、Ha透過率極高，同樣可以在光污染重的地方，得到強烈的對比效果。最大的區(qū)別只是CLSCCD是紅外截止到了1100nm，可以有效地抑制雜散光的干擾，適用于彩色CCD（注解一）、攝像頭以及單反攝影。

Q3 為什么一直強調(diào)Ha 656nm波段呢？

A在發(fā)射星云中，大部分星云富含了大量的氫元素，即Ha（656nm）波段，其能量是最強的，所以濾鏡保證Ha波段高透極其重要，這樣就保證了大部分發(fā)射星云有良好的表現(xiàn)。

玫瑰星云（NGC2237）使用Optolong UHC 拍攝地點：昆明 （圖：陳揮瀚攝）

北美洲星云和鵜鶘星云（NGC7000 and IC5070）使用Optolong CLS-CCD濾鏡，地點：廣東（圖：韋國攝）

小結(jié)：

對于以上幾款濾鏡，都適合發(fā)射星云、行星狀星云等線狀譜天體的觀測和拍攝，可以有效地抑制城市Na燈和Hg燈的干擾。有效抑制了背景光，能夠使目標天體有更長時間的曝光，得到更多細節(jié)和對比。但濾鏡不適用使用單色CCD攝影。

通過看曲線選擇濾鏡比通過名字選擇更靠譜。

1 對于C L S適用于單反和單反（mod UV/IR Blocker）(注解二)在光污染輕的郊區(qū)或者山上使用；若搭配單反（mod MC），因紅外溢出，照片偏紅或者粉色。

2 對于U H C適用于單反和單反（mod UV/IR Blocker）在光污染重的城市使用；若搭配單反（mod MC），因紅外溢出，照片偏紅或者粉色。

3 對于CLS-CCD則適用范圍更廣，適合單反和單反mod，也適用于彩色CCD攝影。

注解一：CCD攝影感光范圍是紫外到近紅外，所以用于CCD攝影的濾鏡，一般要求截止紅外和紫外，以減少雜光的干擾。

注解二：用于天文上的單反，目前主要有四種：

單反未改機的，即原始低通本身也帶紅外截止濾鏡，只是Ha 656nm透過25%左右和SII 672nm 8%左右，拍攝星云，紅色部分會明顯感覺欠曝。藍色曲線；

改機（Mod UV/IR Blocker）也屬于紅外截止濾鏡，只是Ha 和SII發(fā)射線透過率增加到95%以上，國外叫BCF /ACF Filter，紅色曲線；

改機（Mod MC）濾鏡，也叫Luminance Filter，紅外未截止，綠色曲線；

直接把低通去掉，即裸奔，對焦影響很大，對于測光也有一定影響，紅外溢出更明顯。

（責任編輯 蘇晨）

“拒絕光污染”
——淺談天文濾鏡

□ 楊 偉