便携式拉曼光谱仪的光学系统设计与研制 被引量：40

1

作者 安岩 刘英 +3 位作者 孙强 李淳 刘兵 姜承志 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第3期300-306,共7页

针对便携式拉曼光谱仪的小型化、高分辨率需求及弱信号能量探测问题,设计了基于高分辨率光栅光谱仪和物方大数值孔径光学探头的便携式拉曼光谱仪的光学系统,完成了样机性能测试。利用Czerny-Turner(C-T)结构光栅光谱仪的像差特性,在实... 针对便携式拉曼光谱仪的小型化、高分辨率需求及弱信号能量探测问题,设计了基于高分辨率光栅光谱仪和物方大数值孔径光学探头的便携式拉曼光谱仪的光学系统,完成了样机性能测试。利用Czerny-Turner(C-T)结构光栅光谱仪的像差特性,在实现消彗差的条件下,建立了像面大小与光栅光谱仪系统参数的关系,保证了系统的像面大小与线阵CCD尺寸之间的完善匹配,完成了新型消彗差C-T结构光栅光谱仪系统。通过采用厚双胶合透镜形式的摄远光学结构,完成了物方数值孔径为0.33,并与光栅光谱仪入射光瞳完善匹配的紧凑型光学探头系统。实现了光谱分辨率优于0.6nm、拉曼光谱范围为781～1014nm的便携式拉曼光谱仪的优化设计和样机研制,样机尺寸为243mm×25mm×71mm。通过样机实验成功获得了CCL4的5个拉曼光谱特征峰,验证了整机拉曼光谱仪系统光学设计的可行性和合理性。 展开更多

关键词 光学设计 拉曼光谱仪 czerny-turner结构 光学探头系统

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改进型Czerny-Turner成像光谱仪光学系统设计方法 被引量：30

2

作者 刘健鹏 唐义 +2 位作者 黄刚 张止戈 倪国强 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第3期234-240,共7页

像散是目前影响Czerny-Turner结构成像光谱仪空间分辨率最大的像差。首先引入柱面反射镜,利用光焦度衡量像散大小,推导出易于计算的像散校正公式,有效地校正了像散。给出准直镜到光栅距离的计算方法,有效校正了成像光谱仪边缘视场像差... 像散是目前影响Czerny-Turner结构成像光谱仪空间分辨率最大的像差。首先引入柱面反射镜,利用光焦度衡量像散大小,推导出易于计算的像散校正公式,有效地校正了像散。给出准直镜到光栅距离的计算方法,有效校正了成像光谱仪边缘视场像差。给出了成像光谱仪像面倾角的计算方法,实现了宽波段的像差校正。最终利用上述方法设计了一套用于115～200nm的改进型Czerny-Turner成像光谱仪,焦距f′=48mm,F数为5.0,全视场、全波段调制传递函数(MTF)在0.7以上。全波段光谱分辨率为0.22nm,像面大小为8mm×7mm。设计方法适用于多种结构要求的成像光谱仪。 展开更多

关键词 成像光谱仪 czerny turner结构 柱面反射镜 远紫外

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120～180nm星载远紫外电离层成像光谱仪光学系统设计与研究 被引量：19

3

作者 于磊 曲艺 +1 位作者 林冠宇 王淑荣 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第1期155-161,共7页

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... 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。 展开更多

关键词 传感器 成像光谱仪 远紫外 czerny-turner结构 像差校正

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交叉型消像散Czerny-Turner结构光谱仪设计 被引量：19

4

作者 安岩 孙强 +1 位作者 刘英 李淳 《中国光学》 EI CAS 2012年第5期470-475,共6页

以相对孔径为1∶8,工作波段为780～1 014 nm为初始光学参数,首次推导出交叉型Czerny-Turner(C-T)结构光谱仪的一阶消像散条件,搭建了交叉型消像散C-T结构和交叉型消彗差C-T结构。利用ZEMAX软件对两种初始结构进行了优化和比较。结果表明... 以相对孔径为1∶8,工作波段为780～1 014 nm为初始光学参数,首次推导出交叉型Czerny-Turner(C-T)结构光谱仪的一阶消像散条件,搭建了交叉型消像散C-T结构和交叉型消彗差C-T结构。利用ZEMAX软件对两种初始结构进行了优化和比较。结果表明:交叉型消像散C-T结构具有更优越的光学性能,其均方根半径仅是消彗差C-T结构的12%～52%。消像散C-T结构不仅在沿狭缝方向上能量更为集中,利于设计大聚光能力的分光系统,而且在沿垂直于狭缝方向上点斑更小,具有更高的光谱分辨率。 展开更多

关键词 光学设计 切尔尼-特纳(C-T)结构 交叉型光谱仪 消像散结构 消彗差结构

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一种小型中阶梯光栅光谱仪的光学设计 被引量：16

5

作者 冯帆 段发阶 +2 位作者 伯恩 吕昌荣 梁春疆 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2014年第7期20-25,共6页

随着信息时代光谱分析技术的飞速发展，光谱仪器的高精度、低干扰、体积小型化等性能优势使其成为各领域各行业的优选信息获取手段。本文以光学设计的基本原理为指导、中阶梯光栅为核心、宽波长范围和高分辨力为设计目标，设计了一种基... 随着信息时代光谱分析技术的飞速发展，光谱仪器的高精度、低干扰、体积小型化等性能优势使其成为各领域各行业的优选信息获取手段。本文以光学设计的基本原理为指导、中阶梯光栅为核心、宽波长范围和高分辨力为设计目标，设计了一种基于切尼尔-特纳型光路结构的小型中阶梯光栅光谱仪系统。通过理论分析和计算，确定了系统的结构参数，并使用Zemax软件进行光学仿真。结果表明，该系统在200～800 nm的波段上理论分辨力优于0.1 nm。 展开更多

关键词 光谱分析 中阶梯光栅光谱仪 中阶梯光栅 切尼尔-特纳结构

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电离层遥感远紫外成像光谱仪光学系统设计 被引量：13

6

作者 吴雁 唐义 +2 位作者 刘健鹏 张止戈 倪国强 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第1期192-197,共6页

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... 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。 展开更多

关键词 遥感 成像光谱仪 czerny-turner结构 发散光照明 远紫外

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小型长波红外光栅光谱仪光学设计 被引量：10

7

作者 李扬裕 方勇华 刘洋 《大气与环境光学学报》 CAS 2012年第4期315-320,共6页

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。 展开更多

关键词 光学设计 微型光谱仪 czerny-turner结构 长波红外 光谱分辨率

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交叉非对称型Czerny-Turner光谱仪光学系统设计 被引量：9

8

作者 夏果 吴骕 +2 位作者 黄禅 胡明勇 金施群 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第4期15-22,共8页

根据Czerny-Turner结构光谱仪工作原理,以便携式微型光学系统为设计目标,设计了一种光谱范围为200900nm的交叉非对称型Czerny-Turner光谱仪光学系统.通过分辨率、光谱范围等设计要求确定光谱仪大致结构后,引入初级像差对初始结构进行进... 根据Czerny-Turner结构光谱仪工作原理,以便携式微型光学系统为设计目标,设计了一种光谱范围为200900nm的交叉非对称型Czerny-Turner光谱仪光学系统.通过分辨率、光谱范围等设计要求确定光谱仪大致结构后,引入初级像差对初始结构进行进一步优化.首次提出将球差约束条件与光阑面选取相结合,设计流程确定准直镜通光口径、光栅初始尺寸及聚焦镜中心波长对应口径,继而结合彗差约束条件,确定球面镜离轴角,并基于几何光学确定聚焦镜初始通光口径的方法.利用ZEMAX软件对初始参量进行模拟优化,并采用自主研制的样机进行光谱测量,分析结果表明,该光学系统能够在狭缝宽度为25μm,光栅常数为1.667μm/line条件下,实现中心波长分辨率优于1nm,边缘波长分辨率优于1.5nm. 展开更多

关键词 几何光学 像差理论 光学设计 czerny-turner结构 微型光谱仪 光栅 分辨率

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超高分辨力微型光谱仪的光学系统设计 被引量：6

9

作者 王贤俊 龙亚雪 +1 位作者 郑海燕 郭汉明 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2018年第10期170734-170742,共9页

由于光谱仪的尺寸限制,微型光谱仪在满足一定光谱范围时,其分辨力往往难以小于0.1 nm。而一些特殊应用场合要求光谱仪不仅具有微小的尺寸,还要求具有极高的光谱分辨力。本文基于Zemax光学设计软件,通过选择合适的初始结构参数与评价函数... 由于光谱仪的尺寸限制,微型光谱仪在满足一定光谱范围时,其分辨力往往难以小于0.1 nm。而一些特殊应用场合要求光谱仪不仅具有微小的尺寸,还要求具有极高的光谱分辨力。本文基于Zemax光学设计软件,通过选择合适的初始结构参数与评价函数,自动优化准直镜、聚焦镜、柱透镜、光栅,以及CCD间倾角和距离,设计出光谱分辨力高达0.05 nm,尺寸为90 mm×130 mm×40 mm的Czerny-Turner结构微型光谱仪。在此基础上优化出8个光栅倾斜角度,使微型光谱仪光谱分辨力在优于0.05 nm的同时,波段范围达到了820 nm～980 nm。所设计的光谱仪具有超高的光谱分辨力、微小的外形尺寸与适中的光谱范围等特点。 展开更多

关键词 微型光谱仪 光谱分辨力 czerny-turner结构 ZEMAX

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基于紧凑结构的Czerny-Turner光谱仪的程序化设计方法 被引量：5

10

作者 龙亚雪 王贤俊 +2 位作者 郑海燕 郭汉明 胡金兵 《光学仪器》 2019年第3期49-55,共7页

在满足光谱性能的同时,能最大化减小Czerny-Turner(CT)光谱仪光学系统尺寸,并防止入射光线与衍射光线发生干涉,创建了完整的结构参量选定体系。提出了光栅方程的变式,确定了防止入射光线与衍射光线发生干涉的约束条件,建立了光路结构的... 在满足光谱性能的同时,能最大化减小Czerny-Turner(CT)光谱仪光学系统尺寸,并防止入射光线与衍射光线发生干涉,创建了完整的结构参量选定体系。提出了光栅方程的变式,确定了防止入射光线与衍射光线发生干涉的约束条件,建立了光路结构的数学模型,确定了各个结构参量的计算公式。在此基础上将参量的确定过程编程简化,输入系统的分辨率、波长范围、数值孔径值和元件之间最小距离,即可直接得到光路结构的所有设计参量,实现了快速通用的CT光谱仪的设计方法。通过实例验证得到光谱范围780~1020nm、分辨率0.4nm、体积54mm×56mm×30mm的光谱系统,可为其他设计提供参考。 展开更多

关键词 光学设计 光谱仪 czerny-turner结构 紧凑 防干涉

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宽谱段Czerny-Turner光谱仪设计 被引量：3

11

作者 李世文 郑小兵 翟文超 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第3期293-306,共14页

为满足宽波段高光谱Czerny-Turner结构光谱仪的要求,基于像差理论,一方面通过光栅产生的像散补偿球面反射镜的像散,另一方面通过柱面镜引入相反像散补偿剩余像散,达到全波段消像散的要求,从而提高Czerny-Turner结构光谱仪成像系统的分... 为满足宽波段高光谱Czerny-Turner结构光谱仪的要求,基于像差理论,一方面通过光栅产生的像散补偿球面反射镜的像散,另一方面通过柱面镜引入相反像散补偿剩余像散,达到全波段消像散的要求,从而提高Czerny-Turner结构光谱仪成像系统的分辨率。首先理论推导出光栅和柱面镜补偿像散的基础公式,并基于此分别设计出波段为900~1700 nm和1700~2500 nm全波段消像散的Czerny-Turner光谱仪成像系统,随后通过前置光路将两部分组合,从而实现波段范围在900~2500 nm的消像散Czerny-Turner结构光谱仪成像系统。此光谱仪系统全波段分辨率小于10 nm,物方数值孔径0.07,全波段点列图均方根半径小于4μm。ZEMAX的优化分析表明,该光谱仪在全波段范围内不仅达到消像散要求,而且具有较好的成像质量。 展开更多

关键词 光学工程 czerny-turner结构 消像散 柱面透镜 光谱仪

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中红外平面光栅光谱仪系统光学设计与优化 被引量：4

12

作者 刘洋 方勇华 +1 位作者 李大成 李扬裕 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2015年第2期413-418,共6页

利用红外热电堆阵列探测器作为光接收器,以小型化且能满足一定光谱工作范围和光谱分辨率为设计指标,根据光谱仪器设计理论和像差理论,设计了一种Czerny-Turner结构中红外平面光栅光谱仪。系统采用双离轴抛物面镜作为前置光路缩减了光学... 利用红外热电堆阵列探测器作为光接收器,以小型化且能满足一定光谱工作范围和光谱分辨率为设计指标,根据光谱仪器设计理论和像差理论,设计了一种Czerny-Turner结构中红外平面光栅光谱仪。系统采用双离轴抛物面镜作为前置光路缩减了光学系统尺寸,采用超环面聚焦镜校正了像散。运用ZEMAX设计软件对中红外平面光栅光谱仪的前置光路、色散成像系统进行设计、优化和分析。最终分析结果表明,该系统光谱工作范围为8.04~13.96μm,光谱分辨率优于80 nm,F数为2,光学结构特征尺寸约为150 mm×200 mm×70 mm,满足设计指标。 展开更多

关键词 光学设计 光栅光谱仪 czerny-turner结构 双离轴抛物镜 超环面聚焦镜

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高分辨宽光谱微型拉曼光谱仪的设计 被引量：3

13

作者 谈梦科 郑海燕 +1 位作者 田胜楠 郭汉明 《光学仪器》 2017年第3期75-81,共7页

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... 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。 展开更多

关键词 拉曼光谱仪 光学设计 czerny-turner结构 ZEMAX

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基于平板波导的小型红外光栅光谱仪光学设计 被引量：3

14

作者 李扬裕 方勇华 +1 位作者 李大成 刘洋 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2015年第3期841-845,共5页

为实现红外光谱仪器的小型化，通过分析现有小型光谱仪，提出了一种基于平板波导的小型红外光栅光谱仪的设计方法。平板波导光谱仪的小型化原理与一般的微小型光谱仪不同。在平板波导光谱仪中，光束被限制在一层薄薄的平板波导介质中传... 为实现红外光谱仪器的小型化，通过分析现有小型光谱仪，提出了一种基于平板波导的小型红外光栅光谱仪的设计方法。平板波导光谱仪的小型化原理与一般的微小型光谱仪不同。在平板波导光谱仪中，光束被限制在一层薄薄的平板波导介质中传播，看起来像是整个光学系统被压扁了。在垂直于平板波导的方向上光学元件的尺寸可以做到很小，从而显著减小光学系统的尺寸。该系统的设计可分为 Czerny-Turner结构设计、波导结构设计。先根据像差理论设计 Czerny-Turner 结构，目标是保证光谱分辨率及校正像差；然后根据几何光学理论设计波导结构，包括平板波导和两个柱面透镜，目标是压缩光束并校正像散；最后将它们输入 Zemax 软件中进行综合优化，以获得最优的光学系统。据此方法设计了一个平板波导红外光栅光谱仪，工作波段为8～12μm，数值孔径为0．22，采用线阵探测器。通过 Zemax 软件对结果进行分析和评价，表明仪器光学系统的尺寸为130 mm×125 mm×20 mm，工作波段内光谱分辨率达到80 nm，满足设计指标要求。证明了该优化设计方法是可行的，所得系统尺寸小、性能高。 展开更多

关键词 小型光谱仪 光学设计 平板波导 czerny-turner 结构

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微型光纤光谱仪的光谱线性响应测试研究 被引量：4

15

作者 崔继承 朱继伟 +3 位作者 杨晋 马婷婷 崔弘 郭雪强 《中国测试》 CAS 北大核心 2020年第4期130-135,共6页

该文主要针对所开发的微型光纤光谱仪系列产品的光谱线性响应测试问题,提出一种简单易行的方法。根据图像传感器在采集过程中,将实际探测到光谱图像亮度转换为数字图像灰度并以DN值形式记录的原理,采用积分时间等间隔步进的方法依次测... 该文主要针对所开发的微型光纤光谱仪系列产品的光谱线性响应测试问题,提出一种简单易行的方法。根据图像传感器在采集过程中,将实际探测到光谱图像亮度转换为数字图像灰度并以DN值形式记录的原理,采用积分时间等间隔步进的方法依次测试相应光谱数据,通过对采集所得原始DN值数据进行近似归一化及拟合处理的方式来表征DN值随积分时间变化的线性关系,并以此评判光谱仪系统的光谱响应线性特性。依照此方案进行实际测试,通过对测得数据的分析处理,验证该方案具有可行性,且结果显示该款产品的光谱线性响应良好。 展开更多

关键词 光谱 光谱仪 线阵CCD 切尼尔-特纳结构

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一种基于数字微镜星模拟器的衍射校正方法 被引量：2

16

作者 赵铎 张国玉 +5 位作者 徐达 王立 孙高飞 钟俊 梁士通 吴凌昊 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第9期46-53,共8页

为解决星模拟器在光谱模拟时存在的衍射问题,提出一种消除数字微镜设备衍射效应的方法。建立标量衍射模型,将数字微镜设备等效为二维闪耀光栅,以光栅衍射理论为基础寻找影响衍射能级的因素,并推导出入射角与衍射效应的耦合关系。当光束... 为解决星模拟器在光谱模拟时存在的衍射问题,提出一种消除数字微镜设备衍射效应的方法。建立标量衍射模型,将数字微镜设备等效为二维闪耀光栅,以光栅衍射理论为基础寻找影响衍射能级的因素,并推导出入射角与衍射效应的耦合关系。当光束沿数字微镜设备对角线入射,高度角为24°时,衍射效率达到最大化提高,衍射效率提高近12%,此时衍射损耗能量最少,数字微镜设备反射时存在衍射效应达到最小,通过ZEMAX优化设计出Czerny-Turner光学结构,校正系统像差。优化结果表明,在500~900 nm谱段内,光谱模拟精度优于5%,全谱段的光谱分辨率优于5 nm,可有效提升星敏感器地面标定精度。 展开更多

关键词 星模拟器 衍射效应 光谱模拟 光学设计 czerny-turner结构

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一种C-T结构改进型光谱仪的光路结构设计 被引量：2

17

作者 刘彪 张敏 李东波 《机械设计与制造工程》 2022年第2期15-20,共6页

针对光纤光谱仪传统的Czerny-Turner结构存在性能不稳定、调节效率低的问题,提出了用1面反射镜来同时充当准直镜和聚焦镜的新光路结构,并以200~1000 nm为工作波段、分辨率不低于1.5 nm为初始条件,结合零阶和一阶消像散条件及消彗差条件... 针对光纤光谱仪传统的Czerny-Turner结构存在性能不稳定、调节效率低的问题,提出了用1面反射镜来同时充当准直镜和聚焦镜的新光路结构,并以200~1000 nm为工作波段、分辨率不低于1.5 nm为初始条件,结合零阶和一阶消像散条件及消彗差条件,推导出了对称交叉型C-T结构的一阶消散条件;随后使用Zemax对设计的光路结构进行了仿真分析和优化,并根据优化结果完成了相应的机械结构设计。对优化后的光路结构进行了稳定性、分辨率、波长工作范围测试,结果显示,实现了工作波段在200~1000 nm、分辨率1.5 nm、稳定性有所提高的设计要求。 展开更多

关键词 光谱仪 C-T结构 Zemax仿真优化 结构设计

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一种宽波段光纤光谱仪的光路结构设计 被引量：1

18

作者 施仁杰 张敏 李东波 《机械设计与制造工程》 2019年第9期14-18,共5页

针对宽波段Czerny-Turner结构像散校正存在的问题,分析了影响光学系统像散校正的主要因素。以工作波段为200~1000nm、全波段分辨率不低于2nm为初始光学参数,推导出交叉型Czerny-Turner结构光谱仪的一阶消像散条件,并结合零阶和一阶消像... 针对宽波段Czerny-Turner结构像散校正存在的问题,分析了影响光学系统像散校正的主要因素。以工作波段为200~1000nm、全波段分辨率不低于2nm为初始光学参数,推导出交叉型Czerny-Turner结构光谱仪的一阶消像散条件,并结合零阶和一阶消像散条件以及消慧差条件搭建了Czerny-Turner结构。最后利用ZEMAX软件对初始结构进行了进一步仿真和优化,并设计出一个简易的外壳对该结构的可靠性进行了测试。 展开更多

关键词 宽波段 光谱仪 czerny-turner结构 消像散 仿真与优化

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影响Czerny-Turner结构像散校正的因素 被引量：1

19

作者 董科研 李欣航 安岩 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第10期2384-2391,共8页

针对宽波段Czerny-Turner结构像散校正存在的问题,分析了影响光学系统像散校正的主要因素。基于发散光束照射平面光栅的像差理论,应用Matlab软件模拟分析了光学系统产生像散的原因和相应抑制方法的不足。讨论了了准直镜离轴角与聚焦镜... 针对宽波段Czerny-Turner结构像散校正存在的问题,分析了影响光学系统像散校正的主要因素。基于发散光束照射平面光栅的像差理论,应用Matlab软件模拟分析了光学系统产生像散的原因和相应抑制方法的不足。讨论了了准直镜离轴角与聚焦镜离轴角的角度差值α和光学系统像散S之间关系,理论模拟了α取不同值时,宽波段C-T结构的全波段像散校正情况。为了验证理论分析的正确性,设计了光谱段为900-1 700nm的消像散型光学系统,利用光学设计软件Zemax对该波段的光学系统进行了光线追迹和设计优化,并对设计结果进行处理和分析。结果显示：随着角度差值的逐渐增大,短波波段像散校正能力越来越强,像散校正能力提高了1.6倍左右;长波波段像散束缚能力越来越弱,像散校正能力平均降低了1.27倍左右。得到的结果表明：角度差值的合理选取可以为宽波段Czerny-Turner结构的像散校正提供理论指导。 展开更多

关键词 光学设计 czerny-turner结构 像散校正 边缘波段

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微型光谱仪结构参量的可调节冗余量研究 被引量：1

20

作者 郑海燕 龙亚雪 +1 位作者 谈梦科 郭汉明 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第6期190-197,共8页

为了探究Czerny-Turner(CT)光路结构在装配过程中各个光学元件偏离理论光学设计参量时对光谱仪光学性能的影响,建立数学物理模型还原Zemax设计的非对称CT结构光路,在不影响光谱仪分辨率的条件下,调节CT结构中的各元件,得到各元件的可调... 为了探究Czerny-Turner(CT)光路结构在装配过程中各个光学元件偏离理论光学设计参量时对光谱仪光学性能的影响,建立数学物理模型还原Zemax设计的非对称CT结构光路,在不影响光谱仪分辨率的条件下,调节CT结构中的各元件,得到各元件的可调节冗余量.结果表明,准直镜和衍射光栅偏转角度可调节范围分别为±0.19°和±0.17°;聚光镜和CCD的位置可调节范围都为±0.12mm.以上四个变量的可调节冗余量最小,对光谱仪最终分辨率影响较大.该研究对CT结构中各光学元件机械调节机构的设计具有参考意义. 展开更多

关键词 光谱仪 czerny-turner结构 光学设计 分辨率 ZEMAX

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