一种自由曲面光谱仪光学系统及设计方法技术方案

本发明专利技术公开了一种自由曲面光谱仪光学系统及设计方法，由视场光栏、自由曲面准直镜、平面光栅、会聚镜、探测器窗口和滤光片组成。其中会聚镜包括两个自由曲面反射镜和一个校正透镜。来自物方的光线从视场光栏出发，经准直镜反射后到达光栅，经其衍射后再经过会聚镜的第一自由曲面镜反射，至第二自由曲面镜反射，至校正透镜折射，再至杜瓦窗口和滤光片，最终到达像面。自由曲面反射镜和校正透镜组合，有利于进一步校正光谱畸变和像质。本发明专利技术的优点是：光路布局方便，畸变低，像差校正能力强，像面倾斜小，也能适应长狭缝和小F数设计需求，有光焦度的光学元件之间光轴平行，较易装调。

【技术实现步骤摘要】
一种自由曲面光谱仪光学系统及设计方法
本专利技术涉及光学系统和光学设计，特别是指一种自由曲面光谱仪光学系统及其设计方法。
技术介绍
用于成像光谱仪中的光谱仪，其光学系统的设计需要考虑到对像质、瞳位和畸变等的控制。用曲面光栅分光的光谱仪光学系统，在像质和畸变的控制上表现比较好，但曲面光栅对超精密制造要求比较高，制作成本比较高。得益于现代超精密加工技术的发展，高精度自由曲面的加工制造变得易于实现，因此基于自由曲面等复杂面型的平面光栅分光光谱仪也是可选的高性能方案。现有技术存在的主要问题是：曲面光栅相比于平面光栅，研制难度和成本较高；现有的自由曲面光谱仪光学系统F数和视场适应性较弱、残余像差和畸变较大，自由曲面与最接近旋转曲面的矢高相差较大不利于加工，或者各光学元件之间有一定倾斜不利于结构设计和装调；对于共用望远镜的多通道光谱仪以及物像同侧的光谱仪，其狭缝处的空间往往不方便探测器布局，需要进行光路折转。
技术实现思路
本专利技术的目的是弥补现有技术的不足，提供一种自由曲面光谱仪光学系统及设计方法。为了达到上本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自由曲面光谱仪光学系统，由视场光栏(1)、自由曲面准直镜(2)、平面光栅(3)、会聚镜(4)、探测器窗口(5)和滤光片(6)组成，会聚镜(4)由第一自由曲面镜(4.1)、第二自由曲面镜(4.2)和校正透镜(4.3)组成，其特征在于：/n来自物方的光线从视场光栏(1)出发，经自由曲面准直镜(2)反射后到达平面光栅(3)，经其衍射后再经过会聚镜(4)的第一自由曲面镜(4.1)反射，至第二自由曲面镜(4.2)反射，至校正透镜(4.3)折射，再至探测器窗口(5)和滤光片(6)，最终到达像面；/n所述的自由曲面准直镜(2)、第一自由曲面镜(4.1)、第二自由曲面镜(4.2)、校正透镜(4.3)、...

【技术特征摘要】
1.一种自由曲面光谱仪光学系统，由视场光栏(1)、自由曲面准直镜(2)、平面光栅(3)、会聚镜(4)、探测器窗口(5)和滤光片(6)组成，会聚镜(4)由第一自由曲面镜(4.1)、第二自由曲面镜(4.2)和校正透镜(4.3)组成，其特征在于：
来自物方的光线从视场光栏(1)出发，经自由曲面准直镜(2)反射后到达平面光栅(3)，经其衍射后再经过会聚镜(4)的第一自由曲面镜(4.1)反射，至第二自由曲面镜(4.2)反射，至校正透镜(4.3)折射，再至探测器窗口(5)和滤光片(6)，最终到达像面；
所述的自由曲面准直镜(2)、第一自由曲面镜(4.1)、第二自由曲面镜(4.2)、校正透镜(4.3)、探测器窗口(5)和滤光片(6)在光学系统中子午方向均离轴布置，各自的光轴与系统光...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁立银，谢佳楠，何志平，
申请(专利权)人：中国科学院上海技术物理研究所，
类型：发明
国别省市：上海;31