变间距凸面光栅成像光谱系统的消像散设计

作     者：赵美红 王新宇 姜岩秀 杨硕 李文昊 ZHAO Mei-hong;WANG Xin-yu;JIANG Yan-xiu;YANG Shuo;LI Wen-hao

作者机构：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所吉林长春130033 中国科学院大学北京100049 

基　　金：科技部重点研发计划资助项目(No.2018YFF01011000) 吉林省科技发展计划资助项目(No.20190303019SF) 吉林省科技发展计划资助项目(No.20190103157JH) 

出 版 物：《光学精密工程》 (Optics and Precision Engineering)

年 卷 期：2020年第28卷第10期

页      码：2103-2111页

摘      要：为了在系统结构简单的前提下实现凸面光栅成像光谱仪的大相对孔径、高分辨率成像、轻小型化以及系统的易加工装调,优化设计了一种基于变间距凸面光栅的消像差凸面光栅成像光谱系统,该系统为双光学元件全反射式同心结构,克服了已有消像差结构的复杂性与应用局限性。提出了基于光栅的像差理论进行消像差的设计方法,构建了系统的几何像差理论模型,并结合罗兰圆条件分析了系统在子午与弧矢方向上的聚焦条件,建立了凸面光栅刻线间距与系统像散关系的数学模型;通过全局化的优化算法实现了对凸面光栅成像光谱仪的消像散设计。设计结果表明该消像散的凸面光栅成像光谱系统在300~800 nm实现了相对孔径为F/2.7时极限光谱分辨力优于1.9 nm的高像质成像,可实现约201个高光谱通道,而且系统在全波段内的光学传递函数值优于0.7,对轻小型、高光谱的消像差凸面光栅成像光谱仪的研究具有重要意义。

主 题 词：光学设计 变间距凸面光栅 成像光谱仪 像散 

学科分类：0808[工学-自动化类] 0809[工学-计算机类] 08[工学] 0805[工学-能源动力学] 0702[理学-物理学类] 080102[080102] 0801[工学-力学类] 

核心收录：

D　O　I：10.37188/OPE.20202810.2103

馆 藏 号：203990895...