基于柱透镜型中阶梯光栅光谱仪消像散方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术属于光学仪器设计领域，为提出用于中阶梯光栅光谱仪(可推广至类似CT型光谱仪)的像散校正方法，在宽波段范围内实现像散校正；应用于实现宽波段、高精度、紧凑型光谱仪器开发。本发明专利技术采用的技术方案是，基于柱透镜型中阶梯光栅光谱仪消像散方法，在阶梯光栅光谱仪面阵CCD器件前设置柱透镜，已知曲率半径rc、中心厚度t0；根据探测光谱范围，确定光谱仪探测的上限和下限波长；利用下限波长，结合球面聚焦镜的离轴角，确定柱透镜和平面反射镜的初始距离Lc0；利用上限波长，结合棱镜色散角变化量Δβt，确定柱透镜偏转角ζ。本发明专利技术主要应用于光学仪器设计制造场合。

Astigmatism elimination method and device based on cylindrical lens type middle step grating spectrometer

The invention belongs to the field of optical instrument design, is proposed for the echelle spectrometer (can be extended to similar CT spectrometer) astigmatism correction method, realize astigmatism correction in wide spectral range; used in wide band, high precision, compact spectrum instrument development. The technical scheme of the invention is a method of astigmatism, cylindrical lens type fire echelle spectrograph based on cylindrical lens set in the echelle spectrograph array CCD device, known radius of curvature RC, thickness t0; according to the detection of the spectrum, determine the spectrometer to detect the upper and lower limit of the wavelength, wavelength; off-axis angle combination spherical lenses, to determine the initial distance of Lc0 cylindrical lens and planar reflector; the upper wavelength with prism dispersion angle variation of delta beta T, determine the deflection angle of zeta cylindrical lens. The invention is mainly applied to the design and manufacture of optical instruments.

【技术实现步骤摘要】
基于柱透镜型中阶梯光栅光谱仪消像散方法及装置
本专利技术属于光学仪器设计领域，具体讲,涉及基于柱透镜消像散型中阶梯光栅光谱仪设计方法及装置。
技术介绍
中阶梯光栅光谱仪是一种高分辨率光谱仪器，由中阶梯光栅和棱镜组成交叉色散结构，在像面上形成二维光谱，采用面阵CCD接收。它克服了传统扫描式光栅光谱仪获得谱图过程繁琐、测试时间长的缺点，具有动态范围大、无移动部件、结构紧凑、可实现多元素光谱的瞬态直读测量等多种功能，由于面阵CCD的像素数远大于线阵CCD，所以中阶梯光栅光谱仪可以在一次曝光中获得很宽波段的光谱信号。中阶梯光栅光谱仪一般采用非交叉式CT结构，属于一种特殊的CT型光谱仪。而传统的CT型光谱仪，其性能(如分辨率、灵敏度等)受像差影响严重，最大程度地校正像差、降低像差对光谱仪成像质量的影响至关重要。根据已有报道，在CT结构中，采用相同曲率半径的准直和聚焦镜，同时设计保证两者具有大小相同、方向相反的离轴角，可以达到校正慧差的目的；设计准直镜的口径和曲率半径，保证其f数满足一定的要求，可以忽略球差的影响。而对于像散，已有方案如利用柱面反射镜或超环面镜校正补偿的方法，需特殊定制的非标准光本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于柱透镜型中阶梯光栅光谱仪消像散方法，其特征是，在阶梯光栅光谱仪面阵CCD器件前设置柱透镜，已知曲率半径rc、中心厚度t0；根据探测光谱范围，确定光谱仪探测的上限和下限波长；利用下限波长，结合球面聚焦镜的离轴角，确定柱透镜和平面反射镜的初始距离Lc0；利用上限波长，结合棱镜色散角变化量Δβt，确定柱透镜偏转角ζ。

【技术特征摘要】
1.一种基于柱透镜型中阶梯光栅光谱仪消像散方法，其特征是，在阶梯光栅光谱仪面阵CCD器件前设置柱透镜，已知曲率半径rc、中心厚度t0；根据探测光谱范围，确定光谱仪探测的上限和下限波长；利用下限波长，结合球面聚焦镜的离轴角，确定柱透镜和平面反射镜的初始距离Lc0；利用上限波长，结合棱镜色散角变化量Δβt，确定柱透镜偏转角ζ。2.如权利要求1所述的基于柱透镜型中阶梯光栅光谱仪消像散装置，其特征是，结构是，光束经光纤传输并聚焦至入射针孔，再由球面准直镜准直到中阶梯光栅进行垂直色散，中阶梯光栅工作于...

【专利技术属性】
技术研发人员：段发阶，傅骁，蒋佳佳，黄婷婷，马凌，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津,12