基于自由曲面的紧凑型宽波段成像光谱仪设计

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                                                                基于自由曲面的紧凑型宽波段成像光谱仪设计

文献来源：光学学报   发表时间：2023-5-10作者：韩继周 赵世家 冯安伟 张幸运 季轶群
摘要：
针对基于传统光学元件的成像光谱仪，在实现大视场与宽波段的同时难以满足结构紧凑的问题，在Offner成像光谱仪的第三反射镜引入圆锥曲面叠加条纹泽尼克多项式表征的自由曲面。基于矢量像差理论，分析了四阶以下的泽尼克多项式在系统中引入的像散与系统视场、波长的关系，通过选取合理的多项式叠加到圆锥曲面，设计了一款工作于可见光到短波红外波段（400nm～2500nm）、体积仅42mm×82mm×100mm的成像光谱仪。系统实现双波段探测，来自两个不同宽度狭缝的光线经光栅分光后，通过分束器将工作波段分为可见近红外（400nm～1000nm）和短波红外（1000nm～2500nm），优化设计结果表明光谱分辨率分别为2.8nm和4nm，成像质量良好，为实现宽波段紧凑成像光谱仪设计提供了理论参考意义。
关键词：

光学设计;自由曲面;成像光谱仪;Offner结构;宽波段;