高分辨率微型光谱仪光学系统设计

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案例介绍

项目描述：负责设计一款用于便携式设备的微型光谱仪光学系统。设计要求在限定的体积内，实现特定波段（如400-700nm）的高光谱分辨率。
我的职责与行动：
方案设计：基于交叉非对称Czerny-Turner光路结构，进行了初步的光学系统设计，包括准直/聚焦反射镜的曲率选择和闪耀光栅的参数计算。
系统建模与优化：在 Zemax 中搭建了完整的系统模型，并利用其内置优化功能，对镜片位置、角度和曲率进行多轮迭代优化，以校正像散和彗差，全面提升了系统的成像质量和光谱分辨率。
性能评估：对优化后的系统进行了全面的性能评估，分析了不同波长下的光谱分辨率和谱线弯曲情况，确保各项指标均满足设计要求。
脚本辅助分析：使用 Python 结合 ZOS-API 接口，编写自动化脚本来分析系统在不同入射狭缝宽度下的分辨率表现，快速找到了性能与通光量之间的最佳平衡点。
项目成果：完成了一套紧凑且高性能的光谱仪光学设计方案。最终设计在目标波段内实现了优于2nm的光谱分辨率，满足了项目预设指标。