一种复合方法校正宽波段Czerny-Turner结构像散的光学系统技术方案

本发明专利技术涉及一种复合方法校正宽波段Czerny‑Turner结构像散的光学系统设计，主要结构包括：狭缝1、准直球面反射镜2、光栅3、聚焦球面反射镜4、柱镜5、探测器6。本发明专利技术在聚焦球面反射镜4与探测器6之间放置柱镜5，通过柱镜引入相反像散变化趋势，补偿一阶消像散条件下的剩余像散，达到宽波段像散同时校正的效果。设计了光谱范围为900~1700nm的消像散Czerny‑Turner结构，在工作波段内全视场的点列图半径RMS值均小于14μm，各波长的光学传递函数(MTF)均达到0.7以上，光谱分辨率为1.5nm。满足宽波段像散的同时校正的情况下，保证了良好的成像质量和高光谱分辨率，且具有自由度多、结构简单、色散均匀、避免二次和多次衍射等优点，所以本发明专利技术可实际使用。

An optical system for correcting astigmatism in wide band Czerny-Turner structures by a composite method

The invention relates to a composite method of optical system design of wide band Czerny Turner structure corrected astigmatism, including: 1, slit collimation mirror 2, grating 3, focusing spherical mirror 4, column 5, mirror detector 6. The present invention in focusing spherical mirror 4 and the detector 6 is placed between cylinder 5, through cylindrical mirror astigmatism introduce reverse trend, residual astigmatism compensation first-order astigmatism under the condition of wide band and achieve astigmatic correction effect. The design of the spectral range of Czerny Turner 900~1700nm astigmatic structure, in the operation band full field spot radius RMS values were less than 14 m, the wavelength of the optical transfer function (MTF) reached more than 0.7, the spectral resolution is 1.5nm. Meet the wide band and astigmatism correction in the case of the imaging quality and high spectral resolution is good, and has many degrees of freedom, simple structure, uniform dispersion, avoid two times and multiple diffraction etc., so the invention can be used.

【技术实现步骤摘要】
一种复合方法校正宽波段Czerny-Turner结构像散的光学系统
本专利技术属于光学系统设计，涉及一种复合手段校正宽波段Czerny-Turner结构像散的光学系统改进
技术介绍
目前，商品化的光谱仪大多采用Czerny-Turner结构作为光学平台，具有结构简单，色散均匀，避免二次衍射或多次衍射，便于光学系统加工装调的优点。近年来，越来越多的领域都应用光谱仪获取光谱信息，进行物质检测和识别，在天文学、化学和地理学等基础科学领域，光谱仪是常用的分析仪器；在工业和农业领域，光谱仪已经成为不可缺少的检测设备；在药物研制、环境保护和食品安全等领域，光谱仪可以实现在线实时的定性检测。针对目前各种实际应用，对光谱仪的设计指标要求越来越高，随着光谱覆盖范围的拓宽，目前已有的校正手段很难实现宽波段像散的同时校正。将光栅置于发散光路中，未增加光学元件的基础上，仅通过调整元件间的距离各元件间倾角实现全波段像散的校正，但一阶消像散条件存在波段校正宽度有限的局限性，不能实现宽波段Czerny-Turner结构像散的同时校正。
技术实现思路
本专利技术的目的是解决由于光谱覆盖范围扩大，一阶消像散条件补偿方法不本文档来自技高网...

【技术保护点】
复合方法校正宽波段Czerny‑Turner结构像散，其特征在于：一阶消像散条件补偿方法与柱镜补偿方法二者不互相冲突，发散光路中引入柱镜，未改变光学元件间距离，即狭缝与准直镜的间距Lsc、准直镜与光栅的间距Lcg、光栅与准直镜的间距Lgf和聚焦镜与探测器的间距Lfd，各元件倾角，即准直镜球面镜离轴角α1、聚焦镜球面镜离轴角α2和探测器倾角σ，在原有的像散校正基础上，再进行剩余像散的补偿，拓宽波段校正宽度。

【技术特征摘要】
1.复合方法校正宽波段Czerny-Turner结构像散，其特征在于：一阶消像散条件补偿方法与柱镜补偿方法二者不互相冲突，发散光路中引入柱镜，未改变光学元件间距离，即狭缝与准直镜的间距Lsc、准直镜与光栅的间距Lcg、光栅与准直镜的间距Lgf和聚焦镜与探测器的间距Lfd，各元件倾角，即准直镜球面镜离轴角α1、聚焦镜球面镜离轴角α2和探测器倾角σ，在原有的像散校正基础上，再进行剩余像散的补偿，拓宽波段校正宽度。2.根据权利要求1所述，光学系统主要包括：...

【专利技术属性】
技术研发人员：李欣航，安岩，董科研，
申请(专利权)人：长春理工大学，
类型：发明
国别省市：吉林,22