太阳CO4.66μm光栅光谱仪的光学设计

摘要：

为了实现对太阳中红外光谱CO 4.66μm波段的观测,设计了一台光谱中心波长为4.667μm的高分辨中红外光谱仪.基于科学观测需求分析了光谱仪的技术指标,为降低红外仪器的背景辐射,光谱仪整体置于真空制冷环境中;为达到高分辨率的观测需求,采用中阶梯光栅作为分光器件;为获得更优的像质,同时达到压缩光路的目的,光谱仪采用李特洛结构与离轴三反消像散技术相结合的光学设计,离轴三反同时承担了光谱仪中准直和成像的功能.在同轴三反系统的几何光学成像理论的基础上,研究了同轴三反结构、离轴三反结构以及光谱仪结构的求解和设计优化方法.光谱仪的焦距为1300 mm,数值孔径为0.035,视场为20.3′×0.158′,系统的整体尺寸小于700 mm.结果表明,在工作波段范围内,光谱仪点列图的均方根直径小于5μm,能量集中于一个像元尺寸范围内,光谱仪系统设计结果满足要求.

关键词：光学设计;中红外;光谱仪;中阶梯光栅;李特洛;离轴三反消像散

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分类号：TH744.1(仪器、仪表)

资助基金：国家自然科学基金资助项目No.11427901.No.11673038.No.11173036.No.11873062

在线出版日期：2021-11-18（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：2009-2018