零像散宽波段平场全息凹面光栅的优化设计
用于大气遥感的远紫外光栅色散成像光谱仪的研究
证 系统的传输效率 ， 但是像差 修正能力 较差 ，目前 国内很难 进 行加工 ， 口困难 ；另 一种 是 Ｃ ｅｎ－ ｕｎ ｒ Ｃ Ｔ） 进 ｚｒｙＴ ｒｅ （ － 系统 ，
它具有 好的像 差校 正 能力 ，制 造简 单 ，但 是 由 于光 学元 件
像元 尺寸 ｍ
多 ，因此传输效率要低 于前者 。 成像光 谱 仪原 理样 机 由望 远镜 ，光 谱 成 像 系统 ，探 测
第３ 期
辨率 ， 目前热 门的先进 观测使用方式 。 是
光谱学与光谱分析
场在 Ｎ ｑ ｉ 频率下 ＭＴ ｙ ｕｓ ｔ Ｆ值大于 ０ ６ 如图 ３ 。 ．（ ）
８５ ４
拟设计远紫外成 像光 谱 仪工 作轨道 高 度为 ８ ０ｋ ３ ｍ，工 作模式为临边和天底观测结合 （ 如图 １ ， 过扫 描镜完成 两 ）通
间大气遥感探测 。目前 ，国外 已经有很 多应用 于电离层探 测
的 载 荷 ， 如 ＡＩ ， ＧＵＶＩ Ｓ ＵＬ ， Ｓ ＵＳ ＲＳ ， Ｓ Ｉ Ｓ Ｉ和 Ｉ ＧＥ ＭＡ Ｒ
Ｔａ ｋ Ｐａ ａ ｅ ｅ ｓａ ｓ ｒｂ ｉｎ ｂ １ ｒ ｍ ｔ ｒ ｎｄ ｄｉｔｉ ｕｔｏ ｏｆ
盖成像 。
．
Ｆｉ ２ Ｓ ｈ ｍａ ｉ ｉｇ ａ ｏ ｈ ｐ ｃ ｒ ｍｅｅ 孚 ｃ ｅ ｔｃｄ ａ ｒ ｍ ｆｔ ｅｓ ｅ ｔｏ ｔｒ
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８
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ｐ ｒ ｉｌｓｉ ｈ ｏ ｏ ｐ ｅ ｅ ａ ｔ ｅ ｎｔ ｅｉｎ ｓ ｈ ｒ ｃ
等＿ ］ 这些先进载荷均 具有 良好 的成 像能 力和 光谱分 析能 ３， 力 。在我国 ，电离层 的光谱遥感研究技 术虽然 尚处于起 步阶
光谱仪的分光(色散)系统
闪耀光栅的主要好处在于可使光能量集中在第 一光谱级次（m=1）的λb 与第二光谱级次（m=2）的λb/2 附近。 a) 在“自准”条件下（α=β=ε），闪耀波长与闪耀角的关系为 2dSinε=m·λbm，可根据
需要的闪耀波长λbm 来设计相应的闪耀角ε。 b) 光栅的闪耀并非只限于闪耀波长，而是在该闪耀波长附近的一定范围内也有相当程
度的闪耀。 c) 如图表示为闪耀光栅的特性。这种光栅的一
级闪耀波长λb1=560nm，有 86%的光强集中在 一级，而其余 14%被分配在零级和其他各级 中。从该图可以看出，该光栅的二级光栅光 谱的闪耀波长λb2=560/2=280nm，实际上， 光强的分布难与理论值完全相符，因为光栅 刻线形状不可能精确地控制使其完全一致， 图中表现了两条曲线的差别。 总之，闪耀光栅可将某一波长的 75-85%的光 强集中到某一级次上，从而消除了一般光栅 把光强集中在零级，而使其他级次的谱线变得很弱的缺点。
浙江师范大学分析化学2 NhomakorabeaRayleigh 原则，指一条谱线的强度极大值恰好落在另一条强度相近的谱线的强 度极小值处，若此时这两条谱线刚能被分开，则这两条谱线的平均波长λ与波 长差Δλ之比值，称为仪器的理论分辨率 R，即 R=λ/Δλ。对于平面光栅，理 论分辨率 R=λ/Δλ=m·N，由此表明光栅的分辨率为光谱级次 m 与总刻线 N 的乘 积，不随波长改变而改变。 当级次 m 增加时，角色散率、线色散率及分辨率均随之增加。这时光栅偏转的 角度也越大，它在衍射方向的投影也越少，因而光栅的有效孔径也随之越小， 因此，光谱强度也相应减弱。 实际分辨率由于受许多客观误差因素的影响，总是比理论分辨率差，一台单色 仪的分辨率是它能分辩的最小波长间距，这个波长间距不但有赖于仪器的分辩 本领，而且也与狭缝的宽度、狭缝的高度及光学系统的完善性有关。在扫描式 单色仪中，分辨率通常用半强度带宽值报出（如图）。 谱线是狭缝的单色像，虽然采用窄狭缝对提高分辨率有利，但是，如果用太窄 的狭缝就会使光强度明显地减弱，在平面光栅的 ICP 光谱仪中用的狭缝宽度一 般为 20um 左右。
蔡司光电二极管阵列光谱仪模块(diodearrayspectromete
蔡司光电二极管阵列光谱仪模块(diode array spectrometer module)发展外况由于光学技术、材料技术、电子技术、计算机技术的迅速发展，蔡司于十年已开始光电二极管阵列光谱仪模块的生产及应用推广。
现今这类产品已成为测量和分析的基本单元。
只要在进行系统设计的基础上，配以相应的辅助部件、电路、计算机、软件等，能够研制出满足各种需求的精密仪器设备。
以光電二极管阵列光谱仪模块为核心的设备能够测量的参数：发光辐射度、荧光发射度、波长测量、颜色测量、膜层厚度测量、温度测量、浓度测量、气体成分测量等；能够测量的光谱达到的范围：紫外、可见、近红外和红外波段；能够测量的对象：激光、照明光源、发光管、液体、织物、宝石等；模块广泛应用于环境监测、工业分析、缺陷检测、化学分析、食品品质检测、材料分析、医学诊断、临床检验、航空航天、遥感等领域。
模块结构光電二极管阵列光谱仪模块，具有一个设计极佳的结构组成，主体机壳全封闭式的将传送光的光纤(OPTICAL FIBRE)、光纤截面转换器(CROSS SECTION CONVERTER)、凹面成像光栅(CONCAVE GRATING)、二极管阵列紧凑(DIODE ARRAY)、永久的粘在一起，并有相应的电路(CIRCUIT BOARD)，构成尽可能小的单元模块。
两种模块形式如图1、图2所示。
模块的集成和微型是随着光纤技术、光栅技术、二极管阵列检测技术、电子元器件技术、材料技术的进步和发展而来，更多地成为现场检测和实时监控仪器的首选单元。
图1 光電二极管阵列光谱仪模块(微型，内置控制电路和前置放大器)图2 光电二极管阵列光谱仪模块(分辨率高，外置控制电路和前置放大器)产品特点1.工艺先进：紧凑的机械结构；全封闭；光学部件永久定位；没有机械调整；具有对机械冲击高度的非敏感性；从而导致非常高的可靠性。
2.仅需要成像光栅，省掉了常规光谱仪中的透镜、凹面镜、平面镜等多个部件。
光栅衍射思考题与解答
2 . 当狭缝太宽、太窄时将会出现什么现象? 为什么? 答狭缝太宽则分辨本领将下降如两条黄色光谱线分不开。
狭缝太窄透光太少光线太弱视场太暗不利于测量。
3 . 为什么采用左右两个游标读数? 左右游标在安装位置上有何要求?答采用左右游标读数是为了消除偏心差安装时左右应差1 8 0 º1）测d和λ时，，，，实验要保证什么条件？如何实现如何实现如何实现如何实现？？？？答要求条件1：分光计分光计分光计分光计望远镜适合观察平行光，平行光管发出平行光，并且二者光轴均垂直于分光计主轴。
实现：先用自准法调节望远镜，再用调节好的望远镜观察平行光管发出的平行光，调节缝宽和平行光管的高度，使得狭缝的象最清晰而且正好被十字叉丝的中间一根横线等分，分光计就调节好了。
要求条件2：光栅平面与平行光管的光轴垂直。
实现：如本文4.1所述，首先粗调，然后，当发现两者相差超过2′时，应当判断零级谱线更接近哪一侧的谱线，若接近左侧谱线，则光栅应顺时针旋转（从分光计上方看），反之应该逆时针旋转，再次测量。
3、用什么办法来测定光栅常数？光栅常数与衍射角有什么关系？答：用测量显微镜来测量光栅常数。
根据光栅衍射方程dsinφ＝kλ知道，光栅常数d与衍射角的正弦sinφ成反比。
4、测光波长应保证什么条件？实验时这些条件是怎样保证的？答：测光波长应保证入射的单色平行光垂直于光栅平面，否则该式将不成立。
实验时通过调节平行光管与光栅平面垂直来保证式成立。
5、分光计主要由哪几部分组成？各部分的作用是什么？为什么要设置一对左右游标？答：分光计主要包括：望远镜、平行光管、刻度盘、游标盘等。
设置一对左右游标的目的是为了消除刻度盘与游标盘之间的偏心差。
6、调节分光计的基本要求是什么？为什么说望远镜的调节是分光计调节中的关键？答：简单地说，调节分光计的基本要求是使分光计各部分都处于良好的工作状态。
因为分光计的水平调节、平行光管的调节等都要借助于望远镜，所以说望远镜的调节是分光计调节中的关键。
紫外可见光谱仪色散系统小型化及固态化问题的研究
色散系统是光谱 仪器的核心部分 ， 它实现复色光 的 色散从而产生用于测量的各种单色光 。传统紫外可见光 谱仪采用光 电倍增 管等单通道检测器件 实现光电转换， 采用波长扫描机构 实现波长扫描 ， 配有入射狭缝 和出射 狭缝 。这种色散系统 由于内部存在活动部件从而使系统 复杂， 同时存在波长重复性误差 ； 在测量时每次只能进行 单波长点测量 ， 完成整个紫外可 见光谱范 围内的光谱测
维普资讯
第２卷 第 １ ７ １期 ２０ 年 １ 月 ０６ １
仪 器 仪 表 学 报
Ｃｈ ｎ ｓ ｏ ｒ ａ ｆＳ ｉｎ ｉｃ１ ｓｒ ｍｅ ｔ ｉｅ ｅＪ ｕ ｎ １ｏ ｃｅ ｔ ｉ ｎ ｔｕ ｎ ｆ
Ｖｏ ． ７ Ｎｏ １ １２ ． １
散 系统 的性能进行 ｒ分析和研究 ， 最后将本文新研制成的小型化 和固态化系统 （ 基于 多通道检测器件 与平场 凹面全息光栅 ） 与
传统色散 系统 的性能进行 了对 比分析 。
关键词 小型化 固态化 色散 系统 多通道 ４ ０ ４ ３ ６ ．０ ５ 中图分类 号 ＴＨ７ ４ １ 文献标 识码 Ａ 国家标准学科分类代码 ４．
ｇ ａ ｉｇ ａ ｒ ｔ ｎ ｌｉｈ ｎ ｅ ｔｃｏ ｓ（ ｕ ｈ ａ Ｄ，ＣＩ ｎ ｄ Ｄ，ＣＭＯＳ ｉ ｇ ｅ ｓ ｒ ｎ ｍｉｉｔ ｒ ａｉｎ ａ ｄｒ ｂ ｓ— ｍａ ｅｓ ｎ ｏ ）ｉ ｎ ａｕ ｉ ｔ ｎ ｏ ｕ ｔ ｚ ｏ
。 Ｐ ｒｉｊ ｅｅａ ｎｔｕ ｅ ｔＣ ．Ｌ ｄ， ｅ ｉｇ１ ０ ８ ， ｈｎ ） （ ｕｋｎｅ ｎｒｌＩｓｒｍ ｎｓ ｏ ｔ Ｂ ｉ ｎ ０ ０ １ Ｃ ｉａ Ｇ ｊ
Ａｂ ｔａ ｔ Ｔｈ ｉａ ｖ ｎ ａ ｅ ｆｄ ｓ ｅ ｓｏ ｙ ｔｍ ｎ ｃ ｎ ｅ ｔｏ ａ ｓｒ ｃ ｅ ｄｓ ｄ ａ ｔｇ ｓ ｏ ｉｐ ｒ ｉｎ ｓ ｓ ｅ ｉ ｏ ｖ ｎ ｉｎ ｌＵＶ— Ｉ ｐ ｃｒ ｐ ｏ ｏ ｔ ｒａ ｅ ｐ ｉ ｔｄ Ｖ Ｓ ｓ ｅ ｔｏ ｈ ｔ ｍｅ ｅ ｒ ｏｎ ｅ ｏ ｔ Ｔｈ ｐ ｌ ａ ｉｎ ｏ ｅ ｔｃ ｎｑ ｅ ｕ ｈ ａ ｕ． ｅａ ｐｉ ｔ ｆｎ ｗ ｅ ｈ ｉｕ ｓｓ ｃ ｓ ＡＯＴＦ （ ｏ ｓｏ Ｏｐ ｉ ｎ ｂ ｅＦｉ ｅ ） ｆ ｔｆ ｌ ｏ ｃ ｖ ｃ ｏ Ａｃ ｕ ｔ— ｔ Ｔｕ ａ ｌ ｌ ｒ ， ｌ ｉ ｄ ｃ ｎ ａ ｅ ｃ ｔ ａ ｅ
【国家自然科学基金】_平场_基金支持热词逐年推荐_【万方软件创新助手】_20140802
2011年 科研热词 平场谱仪 铝激光等离子体 跃迁 误差补偿 衍射光栅 衍射与光栅 聚焦平场 平场光谱仪 平场 双光栅 全息术 全息凹面光栅 全息 光谱仪 光栅间距 光栅设计 光栅制作 光栅 像散 像差校正 像差 优化函数 l壳层 cowan程序 推荐指数 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
推荐指数 3 2 2 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
2014年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8
2014年 科研热词 推荐指数 太阳图像 1 太阳hα 光谱 1 多波段光谱仪 1 图像修复 1 全日面 1 光谱弯曲 1 中值滤波 1 1m新真空红外太阳望远镜 1
2012年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
科研热词 边频谱线 衍射效率 衍射光栅 菲涅耳衍射 电子温度 电子密度 激光等离子体 极端紫外辐射 数值积分法 弧矢焦线 平场 对比度 子午焦线 反向恢复 分布函数 凹面光栅 全息凹面光栅 光谱学 像差 傅里叶变换光谱仪
推荐指数 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
2013年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22
科研热词 光谱仪 平场 光谱学 光栅 通光效率 衍射光栅 舌诊 自动光学检测 白平衡 点列图 机器视觉 方差稳定变换 彩色线扫描系统 平场校正 宽光谱 噪声水平场 分辨率 分光 几何像差 全息凹面光栅 rician噪声 bm3d
2008年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9
光学设计总结（优秀范文五篇）
光学设计总结（优秀范文五篇）第一篇：光学设计总结1.什么是光学设计？所谓光学系统设计，就是根据仪器所提出的使用要求，设计出光学系统的性能参数、外形尺寸和各光组的结构等。
2.光学设计工作内容？光学设计所要完成的工作包括光学系统设计和光学结构设计。
3.光学设计各个阶段的主要内容？（1）.根据仪器总体的技术要求，拟定光学系统的原理图，并初步计算系统的外形尺寸。
称为“初步设计”或者“外形尺寸计算” ；（2）.根据初步设计的结果，确定每个透镜组的具体结构参数。
称为“像差设计”或称“光学设计”。
4.光学系统设计的一般过程和步骤？一、光学系统设计的一般过程1、制定合理的技术参数；2、光学系统总体设计和布局；3、光学部件（光组、镜头）的设计；一般分为选型、确定初始结构参数、像差校正三个阶段。
（1）选型;（2）初始结构的计算和选择；A、解析法；B、缩放法；（3）像差校正、平衡与像质评价。
4、长光路的拼接与统算；5、绘制光学系统图、部件图和光学零件图；6、编写设计说明书；7、必要时进行技术答辩。
二、光学设计的具体设计步骤1、选择系统的类型；2、分配元件的光焦度和间隔；3、校正初级像差；4、减小残余像差(高级像差)。
5.光学仪器对光学系统的性能和质量要求一、光学系统的基本特性二、系统的外形尺寸三、成像质量四、仪器的使用条件与环境此外，在进行光学系统设计时，还要考虑它应具有良好的工艺性和经济性。
1.什么是孔径？什么是视场？2.七种像差的基本概念、怎样表示、特点、初级像差描述形式、基本校正方法？像差：实际像与理想像之间的差异（1）球差概念：轴上点发出的同心光束经光学系统各个球面折射以后，不再是同心光束，其中与光轴成不同角度的光线交光轴于不同的位置上，相对于理想像点有不同的偏离，这种偏离称之为球差。
表示：特点：或初级球差描述形式：式中，称为初级球差系数(也称第一赛得和数)，为每个面上的初级球差分布系数。
危害：球差使得在高斯像面上得到的不是点像而是一个圆形弥散斑。
双缝衍射
第55讲：波动光学——光学衍射（2）
内容：§17－8，§17－9，§17－10
1．圆孔衍射与光学仪器的分辨率
2．光栅衍射
3．X光衍射
要求：
1．掌握圆孔衍射艾理斑公式，并能用来分析光学仪器的分辨率；
2．掌握光栅衍射的基本规律；
3．理解X光衍射
重点与难点：
1．圆孔衍射
2．光栅方程
作业：
问题：P172：18，19，20，21
习题：P177：23，24，25，26
预习：§17－12，§17－13
复习：
●光的衍射现象
●惠更斯-菲涅耳原理
●衍射的分类
●单缝夫琅和费衍射实验现象
●单缝夫琅和费衍射的定性解释
一、圆孔夫琅和费衍射：
一个透镜成像的光路可用两个透镜的作用来等效，如图所示：
点物就相当于在透镜L物方焦点处，经通光孔径A，进行夫琅和费衍射，
D
a
λ
λ
22
61
λ
λ
θ22
.1
61
.0
=
=
当两个物点距离足够小时，就存在能否分辨的问题。
．说明：
）分辨本领：与D成正比，与λ成反比
简短小结：
●由一组相互平行，等宽、等间隔的狭缝构成的光学器件称为光栅。
由于各
在相邻的两个极大
个暗
个次级大
以致在缝数很多的
两主极大明纹之
间实际上形成一片暗区。
光栅上的每一狭缝
都要单独产生衍射图样，
减小，单缝衍射中央包线宽度变宽，中央包线内亮纹数目增加;。
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２０ １２ 年 ２ 月
光
谱
学
与
光
谱
分Leabharlann 析 Ｓ ｅ ｔｏ ｃ ｐ ｎ ｐ ｃｒ １Ａｎ ｌｓｓ ｐ ｃｒ ｓｏ ｙ ａ ｄ Ｓ ｅｔａ ａｙ ｉ
Ｖｏ ． ２ Ｎｏ ２ ｐ ５ ５ ５ ９ １３ ， ． ，ｐ ６ —６ Ｆｅ ｒ ａｙ ０ ２ ｂ ｕ ｒ ，２ １
１ ０ ３ ３０３
摘
要 平 场全息凹面光栅的理想像 面应为 一平面 ，此 时子午焦 线与 弧矢 焦线均 位于像 面 内且 彼此重 合 ，
形 成接 近理想像点的光谱像 。 子午焦线总是存在 弯 曲， 但 只有弧 矢焦线 在满足一 定条件 的情况下 可 以成 为 直线 。鉴于此 ， 出一 种满 足平场弧矢焦线条件 的平场全息 凹面光栅设计方法 。利用光学设 计软件 Ｚ ＭＡ 提 Ｅ Ｘ 研 究了运用此方法设计的零像散光栅 的成像特性 ， 并与原有设计方法得到 的结果进行 比较 。 模拟结 果显示 ，
基金项 目：国家 自然科 学 基金 项 目（ ０ ７ ０ ４ ，国 家“ ６４８３ ） 十一 五 ” 技支 撑 计划 重 大项 目（ ０ ６ Ａ Ｏ Ａ ２ 和 吉林 省科 技 发展 计 划项 目 科 ２０Ｂ Ｋ ３ ０ ）
（０ ７ ５ ３ ０ ８ ０ ３资助 ２ Ｏ Ｏ ２ ，２ ０ ６ １ ）
条 直线 。
鉴 于此 ， 本文提 出一种基 于平场弧矢焦线 约束条件 的平 场全 息凹面光栅设 计方法 ， 并运用此方法设计 一个微小型平 场光谱仪用零像散 宽波段平 场全息凹面光栅 。利用光学设计
软件 Ｚ ＭＡ Ｅ Ｘ对设计结果进行模拟分析 ， 与现有常规设计 并 方法进行对 比。
进行快速金 光谱 分析＿］ 随着 Ｃ Ｄ技术 的快速发展 和 日 １。 。 Ｃ 益
成熟 ，平场全息 凹面光栅 的应用领域迅速 拓展并逐 渐显示 出
线 与像 面拟合 。 实际上 ， 这是 一种特殊 情况 ， 在光栅参 量满 足特定条 件时平场弧矢 焦线 可以是穿 过光 栅曲率中心的任意
一
其独特 的巨大优 势＿ 。目前 ， 场全 息 凹面光栅 光谱 仪正 ４ ］ 平
光谱学与光谱 分析
Ｒ
Ｒ
第 ３ 卷 ２
（） ７
…
光线 Ｃ 和 ＤＯ长度分别为 ｒ ，ｒ ，与 ｘ轴夹 角分别为 ｙ和 Ｏ Ｃ Ｄ
向着微小型 化、宽波段 、高分辨等方向发展 。 平场全 息凹面光栅的理想像面应为平 面 ，即子午焦线 与 弧矢焦线均位 于同一 平面内且 彼此重合 。 由于各种 像差 的 但 存在 ，子午焦线总呈现为 曲线 ，只能通 过减小像 差来 降低子 午焦线 的弯 曲程度 。其优 化设 计方 法 主要有 两 种 ，一种 基于全息 凹面光 栅几何理论 ， 通过校正几何 像差来 压缩像面
收稿 日期 ： ０ １０ —８ 修订 日期 ：２ １— ６２ ２ １—３１ 。 ０ １０ —８
轴 ，垂直刻线方 向为 Ｙ轴 ，沿刻线方 向为 ｚ轴 。狭缝 中心点 Ａ及其像点 Ｂ、记 录点 Ｃ和 Ｄ 均位 于子午 面 ｘ ｙ内 ， ｘ ｏ Ｐ（ ， Ｙ ） ，２ 为光栅 上任一点 。由 ｃ和 Ｄ 发 出的记 录光 束的 中心 主
引 言
平场全 息凹面光栅是将所有波长的光谱成像在一个平面 附近 ， 而可以利用 Ｃ Ｄ等平面探测器进行接收 ， 进 Ｃ 从而能够
［］ ８ 没有给出具体的优 化求解方 法 与设 计结 果 。文献 ［ ３ 给 １］ 出一种通 过拟合子午焦线与平场弧矢焦线 对平 场全息 凹面光 栅进行优化 的方法 ： 令过光栅 曲率 中心并垂直 于光栅法线 的 平面 为像 面（ 实际上是平场弧矢焦线所在 的平 面） ，将子午焦
作者简 介： 孔
鹏 ， ９１ １８ 年生 ，中国科学院长春光学精密机械与物理研究所博 士研究生
ｅｍａｌ ａｉ８ ８ ｉａ ｃｒ － ｉ ｙｎ ８ ＠ｓ ．ｏ ：ｂ ｎ ｎ
ｅ ｉ ｋ ｎ ｄ ｐｎ ＠ｙｈ ｏ ｃｍ ｃ － ｌ ｏ ｇ ａ ｅ ｇ ａｏ ．ｏ ． ａ ｍａ ：
＊通讯联系人
５６ ６
零 像 散 宽 波段 平场 全 息 凹面 光栅 的优 化设 计
孔 鹏 ， 玉 国 ，巴音贺希格ｈ ，李文昊 ， 唐 崔锦江。
１ ．中国科学 院长春光学精密机械与物理研究所 ， 吉林 长春
２ ．中国科学 院研究生 院，北京 １ ０ ４ ００９ ３ ．中国科学 院苏州生物医学工程技术研究所 ， 江苏 苏州 ２ ５ ６ １１３
上光 谱 像 的大小 ＿ ； 一 种 基 于光 学 设 计 软件 如 Ｚ Ｍ— ９ 另 Ｅ Ａ １ 和 Ｃ Ｅ Ｖ 等 ，由点 列 图评 价像 质 然 后逐 步 优 化逼 Ｘ［］ ＯＤ
近 。 两种 方法都是将子午焦线与弧矢焦线 优化拟合 至预先 这
１ 平 场弧矢焦线
图 １为平 场全息 凹面光栅制作 结构与使用结 构示 意 图。
满 足平 场弧矢焦线条件的光栅能够达到与原有方法所设计 光栅相 当的光谱 分辨率 ，而其 全波段零像 散特性
使其拥 有更 加出色的弧矢方 向聚焦性能 ， 显著提高平场光谱仪的信噪 比。
关键 词 衍 射光 栅 ； 全息 凹面光栅 ； 平场 ；像差 弧矢焦线 ；子午焦线 中图分 类号 ： ３ ． ０４ ６ １ 文献标识码 ：Ａ Ｄ ： ０ ３ ６ ／．ｓｎ １０ —５ ３ ２ １ ）２０ ６—５ ＯＩ １ ． ９４ ｊｉｓ． ０ ００ ９ （０ ２ ０—５ ５０ 矢焦线所 在平 面 ，然 后对 子 午焦 线 进行 优 化拟 合 。但 文献
以光栅 中心点 Ｏ为原点建立直角 坐标 系 ， 光栅法线 方向为
假定的像平 面 ， 达到最佳 的子午与弧矢方 向的聚焦性能。
文献Ｅ］ ８在研究了平场全息 凹面光栅 的像差特性后 发现 ，
在光栅结构参量 满足一定 约束 条件时弧矢焦线可以满足平场 化条件 ， 据此特性提 出以下设计 构想 ：将像 面置于 平场弧 并