上海理工大学 上海市现代光学系统重点实验室, 上海 200093
为了获得消像差Offner成像光谱仪, 以三镜系统为基础综述了Offner成像光谱仪的各种消像差方法, 介绍了由两块不同曲率半径凹面镜与凸面光栅构成的Offner成像光谱仪和狭缝与刻槽成不同方向的Offner成像光谱仪的消像差方法, 并得到面内结构及正交结构两种成像光谱仪结构, 其中正交结构在消像差方面更具优势, 为获得高质量Offner成像光谱仪提供了理论基础。
光学设计 消像差结构 像差理论 Offner成像光谱仪 凸面光栅 optical design eliminating aberration structure aberration theory Offner imaging spectrometer convex grating
1 上海理工大学 光电信息与计算机工程学院，教育部光学仪器与系统工程中心
2 上海市现代光学系统重点实验室，上海 200093
研究了Offner型成像光谱仪消像差结构的参量和性能.用几何法推导出Offner型成像光谱仪的波长使用范围、系统线色散以及光谱分辨率的计算公式；在理想像差条件下，分析了Offner型成像光谱仪光谱分辨率与入射狭缝的宽度、凸面光栅分辨率和探测器像元尺寸各个因素之间的关系;探讨了提高光谱分辨率采用的方法和技术，解决了光谱仪的各个参量和光谱分辨率之间的矛盾.研究表明：当系统像差很小可忽略时，通过减小狭缝宽度，有利于提高光谱分辨率； Offner型成像光谱仪的分辨率由入射狭缝宽度、光栅和CCD像元尺寸三者中分辨本领最低的参量确定.
光栅光谱仪 波长范围 光谱分辨率 凸面光栅 Offner结构 Grating spectrometer Wavelength range Spectral resolution Convex grating Offner configuration
上海理工大学 光学仪器系统研究中心 教育部及上海市现代光学系统重点实验室，上海 200093
以双镜系统为基础构建了Offner成像光谱仪，并利用光程函数来获得一种Offner成像光谱仪的初始结构.通过光学设计软件Code V对该初始结构进行了仿真与优化，优化后的光谱仪具有高成像质量，其均方根点列图直径明显降低，调制传递函数曲线在子午像与弧矢像上都获得了好的成像效果.该研究免去了过于复杂的像差推导过程，并在宽光谱400～1 300 nm条件下获得了具有高成像质量的Offner光谱仪结构，为光谱仪的搭建提供了理论基础.
光学设计 光学系统 光程函数 Offner成像光谱仪 光谱分析 Optical design Optical systems LPF Offner imaging spectrometer Spectrum analysis
