刘 兵，刘 英，张晓龙，李 灿，王 健，李 淳*，孙 强

1.中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，吉林 长春 130033 2.中国科学院大学，北京 100049 3.青岛滨海学院，山东 青岛 266555

宽谱段共光轴线色散成像光谱仪三棱镜分光系统设计

刘 兵1, 2，刘 英1，张晓龙3，李 灿1，王 健1，李 淳1*，孙 强1

1.中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，吉林 长春 130033 2.中国科学院大学，北京 100049 3.青岛滨海学院，山东 青岛 266555

针对棱镜型成像光谱仪结构复杂、具有严重的色散不均匀性，进行了共光轴线色散棱镜式宽谱段成像光谱仪研究。利用棱镜的色散公式建立了对称型三棱镜组合分光结构的数学模型，获得了满足直视结构的棱镜组合，并在此基础上分析影响棱镜组色散线性因素：棱镜材料的折射率和色散率对棱镜组线色散影响比较大，入射角度对其影响比较小，并提出改善色散线性的方法，获得了满足线色散要求的棱镜组合的折射率条件，从而为共光轴结构的线色散棱镜式成像光谱仪初始结构的选择提供了重要理论依据。在工作波段为400～1 000 nm、中心波长偏向角为0°、最大色散角为0.6°、光谱仪系统数值孔径NA为0.18、光谱分辨率为5 nm条件下，实现共光轴三棱镜分光系统的线色散设计，最后利用ZEMAX进行了模拟分析表明，理论计算结果与实际仿真结果基本相符。

三棱镜组合； 线色散； 共光轴； 直视结构； 宽谱段； 成像光谱仪

引 言

成像光谱仪由于能够同时获得目标的图像信息和光谱信息，而广泛应用在航空、航天器等观测系统中[1]。……