光学学报, 2009, 29 (5): 1260, 网络出版: 2009-05-22   

新型衍射光学成像光谱仪的设计和分析

Design and Analysis of New Diffractive Optic Imaging Spectrometer
作者单位
1 深圳大学光电工程学院光电子器件与系统教育部重点实验室, 广东 深圳 518060
2 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所应用光学国家重点实验室, 吉林 长春 130033
摘要
为了克服在传统衍射光学成像光谱仪中, 衍射透镜的焦距随波长变化引起系统放大率随波长变化, 从而导致光谱图像的像元配准误差, 得到并不精确的相对光谱信号强度, 提出了将衍射透镜与消色差透镜系统相结合的新型折/衍混合、二组元复合远心成像光学系统的技术方案, 具体分析推导了该系统的成像理论。在此理论指导下, 利用光学设计软件Zemax设计了一套可见近红外成像光谱仪光学系统。结果表明, 不但系统的放大率不随波长变化, 而且进一步降低了衍射透镜的加工难度, 改进了衍射光学成像光谱仪的光学性能, 为新型衍射光学成像光谱仪的研制提供了重要的理论依据和设计指导.
Abstract
To avoid the shortcoming of magnification change with wavelength, which will cause the spectral image pixel registration error and provide inaccurate relative spectral signal strength in the classical diffractive optic imaging spectrometer, a novel hybrid refraction/diffraction telecentric optical system combining a diffractive lens with an achromatic lens system is presented, and the working principle is then established. Furthermore, the concrete design example for visible/near-infrared imaging spectrometer is analyzed and evaluated with optical design software Zemax. The results prove the proposed method is valid and feasible. The shortcoming is overcome successfully, and the difficulty of the manufacturing process of the diffractive lens is also reduced. The theoretical and practical guidance is thereby provided for the study, design and engineering of the new diffractive optic imaging spectrometer with constant magnification.

于斌, 陈丹妮, 孙强, 屈军乐, 牛憨笨. 新型衍射光学成像光谱仪的设计和分析[J]. 光学学报, 2009, 29(5): 1260. Yu Bin, Chen Danni, Sun Qiang, Qu Junle, Niu Hanben. Design and Analysis of New Diffractive Optic Imaging Spectrometer[J]. Acta Optica Sinica, 2009, 29(5): 1260.

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