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一种新型双光栅光谱仪光学系统设计与优化

徐明明 江庆五 刘文清 张寅超 陈结祥 曾议

徐明明, 江庆五, 刘文清, 张寅超, 陈结祥, 曾议. 一种新型双光栅光谱仪光学系统设计与优化[J]. 红外与激光工程, 2014, 43(1): 184-189.
引用本文: 徐明明, 江庆五, 刘文清, 张寅超, 陈结祥, 曾议. 一种新型双光栅光谱仪光学系统设计与优化[J]. 红外与激光工程, 2014, 43(1): 184-189.
Xu Mingming, Jiang Qingwu, Liu Wenqing, Zhang Yinchao, Chen Jiexiang, Zeng Yi. An improved method for optical system design and optimization of double grating spectrometer[J]. Infrared and Laser Engineering, 2014, 43(1): 184-189.
Citation: Xu Mingming, Jiang Qingwu, Liu Wenqing, Zhang Yinchao, Chen Jiexiang, Zeng Yi. An improved method for optical system design and optimization of double grating spectrometer[J]. Infrared and Laser Engineering, 2014, 43(1): 184-189.

一种新型双光栅光谱仪光学系统设计与优化

基金项目: 

中国科学院安徽光学精密机械研究所所长基金

详细信息
  • 中图分类号: TH744.1

An improved method for optical system design and optimization of double grating spectrometer

  • 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 mm10.5 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。
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出版历程
  • 收稿日期:  2013-05-10
  • 修回日期:  2013-06-13
  • 刊出日期:  2014-01-25

一种新型双光栅光谱仪光学系统设计与优化

基金项目:

中国科学院安徽光学精密机械研究所所长基金

  • 中图分类号: TH744.1

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 mm10.5 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。

English Abstract

参考文献 (17)

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