谈晗芝，杨照清，杨 洁，方晨霆，郭汉明,2

（1.上海理工大学 光电信息与计算机工程学院，上海 200093；2.上海理工大学 上海市现代光学系统重点实验室，上海 200093）

引言

光谱仪是认识光谱世界的重要工具，其应用范围涵盖生物学、毒品检测、遥感、化工业等诸多领域[1-4]。目前光栅型光谱仪因具有装调简单、光谱分辨率高、谱线弯曲小和性能稳定等显著优点[5]，已在光谱仪器中占据主导地位。随着技术的发展，宽谱段、小型集成化和高分辨率成为光栅光谱仪发展的必然趋势。

绝大多数光栅光谱仪都采用Czerny-Turner（C-T）光路结构，这是由于该类仪器具有体积小和光路对称等优点。在光栅光谱仪中，光谱分辨率越高能探测到的光谱波段越窄，因此高分辨率和宽谱段之间存在一定的矛盾关系。对于宽谱段C-T 光谱仪，像散的存在影响系统成像质量，以往设计人员是通过引入柱面镜的方式来消除像散，但这种方法在提高光谱仪分辨率的同时，也会导致光谱范围降低或系统体积庞大。因此在设计优化中，需要合理平衡光谱分辨率、光谱范围和光谱仪体积三个重要指标，只关注单一指标进行优化，必然会导致其他指标的欠缺。例如：文献[6]中设计的改进型C-T 成像光谱仪，其谱段范围仅在115～200 nm 之间；文献[7]中设计的激光拉曼光谱仪虽然谱段范围较宽，有150～3 200 cm−1，但其分辨率仅有6 cm−1；文献[8]中仪器的光谱范围和分辨率都有了极大的提高，但其光学系统整体长1 008.35 mm，宽286.53 mm。

此外，微型拉曼光谱仪的激发波长选择种类繁多。……