Offner双镜三反射成像光谱仪分辨率的研究.pdf

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1、第36卷第2期光学仪器Vo1．36，No．22014年4月OPTICALINSTRUMENTSApril，2014文章编号：1O05—5630(2014)02—0147—05Offner双镜三反射成像光谱仪分辨率的研究裴梓任，黄元申，倪争技(上海理工大学光电信息与计算机工程学院，上海200093)摘要：针对Offner双镜三反射成像光谱仪的消像差结构，采用几何方法推导出光谱分辨率的计算公式，分析了入射狭缝的宽度、凸面光栅分辨率、系统像差和探测器像元尺寸各个参数对光谱分辨率的影响，提出了分光系统像差的计算方法和优化设计方法，并探讨了提高光谱分辨率的方法和技术，即在优化系

2、统像差的同时，适当减小狭缝宽度和探测器像元尺寸，有利于提高系统的光谱分辨率。该系统利用消像差优化设计同时考虑光谱分辨率的设计方法，具有十分重要的实用价值，为成像光谱仪的研制提供经验和借鉴。关键词：光栅光谱仪；光谱分辨率；Offner结构；同心光学系统中图分类号：TH744．1文献标志码：Adoi：10．3969／j．issr~1005—5630．2014．02．012Researchofresolutionfor0ffIlertwo-mirrorthree-reflectionimagingspectrometerPEIZiren，HUANGYuanshen，NIZh

3、engji(1．Schoolof0ptical—Electrica1andComputerEngineering，UniversityofShanghaiforScienceandTechnology，Shanghai200093，China)Abstract：ThecalculatingequationofspectralresolutionwasdeducedbygeometrymethodbasedoneliminatingaberrationstructureofOffnertwo—mirrorthree-reflectionimagingspectromet

4、er．Theentranceslitwidth，convexgratingresolution，systemaberrationandpixelsizeofdetectorhaveagreatinfluenceonspectralresolution，andtheinfluenceofresolutionforeachparameterwasanalyzed．Thecalculatingmethodandoptimizationdesignmethodofaberrationwereproposedinspectroscopicsystem．Thetechniques

5、andmethodsofimprovingspectralresolutionweresummarized，namely，whenthesystemaberrationwasoptimized，thespectralresolutioncouldbeenhancedbydecreasingentranceslitwidthandpixelsizeofdetector．Thissystemusedoptimizationdesignofeliminatingaberration，aswel1asdesignmethodofspectralresolution，which

6、hasimportantpracticalvalue．ItcanprovidetheexperienceandreferenceforimagingspectrometerSdesigning．Keywords：gratingspectrometer；spectralresolution；Offnerconfiguration；concentricopticalsystem收稿日期：2013—12—12基金项目：国家自然科学基金资助项目(61205156、61378060)；科技部重大科学仪器专项(2011YQ15004002、2011YQ15004004、2011Y

7、Q14014704)；上海市教委曙光项目(11SG44)作者简介：裴梓任(1986一)，男，硕士研究生，主要从事凸面光栅分光系统的研究。E-mail：hbqepzr@163．corn通讯作者：黄元申(1963一)，男，副教授，主要从事机械刻划光栅、亚波长光栅等研究。E-mail：hyshyq@sina．corn第2期裴梓任，等：Offner双镜三反射成像光谱仪分辨率的研究·149·一出即得一(1)其中，a为主光线入射到光栅上的入射角，为衍射角，k为光栅衍射级次，d为光栅常数。在位和很小的情况下，狭缝L=2rX，狭缝像的几何宽度△L一2r×，将式(1)