摘要：针对目前国内对星载电离层成像光谱仪研究,设计了一种适用于120～180nm远紫外探测的光学系统,并开展了原理样机的研制工作。对比国外各种方案,分析其优劣性后提出了以离轴抛物镜为物镜,czerny-turner结构为成像光谱系统的方案。为解决传统czerny-turner结构像差校正不均匀、空间分辨率低等缺点,进行了像差理论的研究,并提出了处理方法。设计成功了视场角为4°,焦距为139.3mm,工作波段在120～180nm之间的星载电离层成像光谱仪系统。设计结果表明,全系统的像差得到充分校正,全视场全波段调制传递函数值在0.6以上,完全满足指标要求。将该方案与国外已有载荷进行对比,证明其工程实现性好,性能更为优越。

摘要：基于czerny-turner分光结构的成像光谱仪光学系统,介绍了一种用于电离层观测的远紫外成像光谱仪光学系统设计方法。分析了该结构的像差来源,提出了使用发散光照明光路的消像差方法,计算了像差校正条件。设计了工作在120～180nm波长范围内的远紫外成像光谱仪光学系统,视场角为6.0°×0.1°,焦距为121.8mm,F数为6.2。利用调制传递函数(MTF)和成像仿真分析的方法对该系统的主要性能参数进行了评价,验证了设计的成像光谱仪的光谱分辨力优于1.0nm,空间分辨力优于0.1°,完全满足电离层观测的应用要求。与同类设计相比,该系统不含非球面光学元件,加工装调简单且易于工程实现。

摘要：光学系统是光谱仪微小型化的关键,光学设计的质量将直接影响微小型光谱仪的性能。针对长波红外光谱探测的具体应用,对比国内外各种方案,分析其优劣后提出一种基于交叉非对称切尔尼-特纳(czerny-turner)结构的小型光栅光谱仪。首先根据光谱仪基本原理和光学设计理论,分析系统的光谱分辨率、像差以及探测灵敏度。然后以小型化、低成本、要求的光谱范围和分辨率为具体设计目标,对系统进行优化设计。最后在光学软件Zemax中进行模拟和优化。设计结果表明:该系统的光谱范围为8～14μm,光谱分辨率优于80nm,光学系统尺寸约为100mm×75mm×45mm,满足小型化要求。同时采用扫描光栅配合单通道探测器的方式降低成本。

摘要：为了同时满足光谱分辨率、光谱范围、探测器(CCD)上光谱信号覆盖区域要求,提出一种基于czerny-turner(CT)结构拉曼光谱仪的综合设计方法,通过Zemax软件采用逐步手动调节光栅倾斜,自动优化聚焦镜、柱面镜以及CCD间倾角和距离的方式,设计出全波段光谱分辨率优于4cm-1,光谱波数范围为80~3 967cm^(-1),光学结构尺寸为90mm×130mm×40mm的微型拉曼光谱仪。

摘要：为解决传统光谱仪分辨率低、尺寸大、价格高、无法在线检测的缺点,本文设计了高分辨率微型光谱仪。光谱仪选择了M型czerny-turner结构,并按照设计要求依据光谱仪光路原理和像差理论对光谱仪参数计算,得到了光谱范围为300-800nm,分辨率为0.1nm的光谱仪。

摘要：依据czerny-turner结构光谱仪的设计原理,以多维偏振光信息同时获取和高分辨率为设计目标,提出了一种同时偏振多视场高分辨的光谱仪设计思路,并给出光学设计实例。首次提出在狭缝长度方向垂直排列多个光纤,作为入射光源信息;结合像散校正原理,将像面上视场维方向重叠的像斑分开,继而在像面同时检测到多种视场的光谱信息。分析结果表明,该光学系统至少能在四个视场、设计波段内(760~770 nm)实现分辨率优于0.016 nm,不同视场的光谱信息明显分离。

摘要：针对土壤中水、有机质、氮和无机元素等物质的检测手段,提出了一种有效的近红外光谱仪光学设计方案。报道了国内现有的检测现状,分析了现有检测仪器的技术特点。在此基础上,采用双波段覆盖和复合消像散相结合的方法,设计了近红外光谱仪光学系统。将复合消像散方法应用于近红外双波段光谱仪的设计中,双波段覆盖范围达900~2500nm,且全波段范围下光谱分辨率优于2nm,RMS值小于24μm,在奈奎斯特采样频率下,MTF值在10lp/mm时可以达到0.7以上。采用双波段覆盖和复合消像散方法可设计高分辨率的宽光谱近红外光谱仪,所设计的光谱仪系统可以满足土壤含量检测方面的实用需求。

摘要：本文研究了便携式光谱光度计的光学系统及各光学元件参数的设计方法.选择了消除像差的非交叉对称式czerny-turner（切尔尼-特纳）结构,分光系统采用平面光栅为分光元件,球面反射镜为成像物镜.设计出了具有良好特性,频谱范围为380~760nm,分辨率可达3nm的光谱光度计.