不同光栅常数下同心长波红外成像光谱仪对比

为对比分析不同光栅常数下Offner光栅和Dyson光栅光谱仪的性能差异，推导了两种光谱仪结构的衍射角公式，获得其衍射特点，并在F数为2.5，工作波段为8~12μm，光谱分辨率15.6 nm，光栅常数分别为100μm、50μm下，借助ZEMAX软件对这两种结构进行了优化设计。结果表明：较大光栅常数下，两者都能理想成像，Offner光谱仪体积约为Dyson的7倍，质量约为Dyson的1/13；较小光栅常数下，Dyson光谱仪仍可理想成像，而Offner必须加入二次非球面镜并进行离轴，才能满足系统对像质及光谱分辨率的要求，此时，Offner光谱仪体积约为Dyson的7倍，重量约为Dyson的1/11。设计结果表明，两种同心结构在加工难易度、体积、重量方面各有优劣，在光谱仪选型工作中，可根据具体情况进行取舍。