Czerny-Turner结构是便携式光谱仪的核心光学架构,但离轴使用的球面镜会产生像散——子午和弧矢方向聚焦位置不一致,导致光斑展宽、能量损失。
苏州大学团队在专利CN115585887A中提出创新方案:在狭缝与准直镜之间加入凸柱面反射镜,利用柱面子午方向的光焦度补偿像散。
我用Zemax完整复现了这个设计。核心参数:600 lp/mm光栅、R2=-110mm准直镜、R3=-124mm聚焦镜、柱面镜R1=45mm、a=45度入射角。优化后系统尺寸仅65x47x26mm,便携性拉满!
最关键的是像散抑制效果:X轴方向RMS半径从100-340um降至<60um(减小82%),Y轴也从<16um优化到<12um(减小25%)。300-900nm全波段分辨率0.3-1nm,中心波段像散基本归零!
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