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一种新型双光栅光谱仪光学系统设计与优化

发布时间:2018-06-19 02:41

  本文选题:双光栅 + 色散公式 ; 参考:《红外与激光工程》2014年01期


【摘要】:由于所需测量的光谱范围较宽(276~700 nm),而CCD探测器的接收面尺寸较小(14.3 mm×10.5 mm),根据所选用的平面光栅元件参数,采用传统的车尔尼-特纳型结构是无法满足的。基于该结构,利用光线相对光栅的入射角和衍射角与光栅转角的关系,提出了使用两块反射式平面光栅进行光谱分离的方法。通过理论计算,确定了两段光谱范围和两光栅的旋转及俯仰角度,采用ZEMAX软件建立多重结构,分别设置两块光栅的位置和波长参数,对光学系统进行了模拟分析和优化。结果表明,在像面上得到了两条谱面线展宽为14mm,中心间距8mm的光谱带,光谱分辨率优于1nm,各像差得到了充分校正,满足设计指标要求,很好地解决了宽光谱和探测器接收面尺寸之间的矛盾。
[Abstract]:Because the spectral range needed to be measured is wider than 276n / 700 nm, and the size of the CCD detector is smaller than 14.3 mm 脳 10.5 mm / m, it is impossible to adopt the traditional Cherni-Turner structure according to the selected parameters of the plane grating element. Based on this structure, a method of spectral separation using two reflective plane gratings is proposed, which is based on the relationship between the incident angle and diffraction angle of light relative to the grating and the rotation angle of the grating. Through theoretical calculation, the range of two sections of spectrum and the rotation and pitch angle of two gratings are determined. The multiple structures are established by using ZEMAX software, the position and wavelength parameters of two gratings are set up, and the optical system is simulated and optimized. The results show that two spectral lines with a width of 14 mm and a center spacing of 8mm are obtained on the image plane. The spectral resolution is better than 1 nm, and the aberrations are fully corrected to meet the design requirements. The contradiction between the wide spectrum and the size of the receiver surface is well solved.
【作者单位】: 中国科学院安徽光学精密机械研究所;北京理工大学信息科学技术学院光电工程系;
【基金】:中国科学院安徽光学精密机械研究所所长基金
【分类号】:TH744.1

【参考文献】

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本文编号:2038014

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