研究目的
设计一种结合玻璃与光学塑料的非线性校正光谱仪，兼具紧凑性、轻量化和高通量的优势。
研究成果
所提出的设计方法在很大程度上成功校正了棱镜光谱仪的非线性，实现了宽光谱范围（400-1000纳米）内近乎均匀的色散效果，其光谱分辨率介于4.9至7.1纳米之间，非线性比接近1:2。该设计还兼具轻量化与紧凑特性，适用于生物检测领域。
研究不足
该设计对加工和装配的精度非常敏感，尤其是镜片和棱镜的偏心和倾斜问题。使用光学塑料可能会引入与折射率温度系数和吸湿性相关的问题。
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基于曲面棱镜的非线性校正光谱仪设计
DOI：10.1016/j.optcom.2018.11.008
期刊：Optics Communications
出版年份：2019
更新时间：2025-09-10 09:29:36
摘要：
作为一种特殊的分光元件，曲面棱镜具有高效且无光谱重叠的特点，但受材料特性影响会产生非线性色散。本文提出一种玻璃与光学塑料组合的非线性校正光谱仪设计方案?；谑噶壳蠼饫砺?，采用等效三角棱镜法对曲面棱镜的色散特性进行理论分析，据此计算棱镜对的初始参数。该方法计算过程简化，所实现的设计兼具紧凑轻量化优势。仿真结果表明：在400-1000nm宽波段范围内，光谱分辨率介于4.9至7.1nm之间；非线性比接近1:2，使宽波段色散趋于均匀化；系统光谱畸变与微笑效应均小于0.15像素。相同规格下，玻璃与光学塑料组合的重量较纯玻璃设计显著降低。结果表明该方案在较大程度上校正了棱镜光谱仪的非线性问题，同时实现了轻量化、紧凑化及高通量等特性，可应用于显微光谱仪等生物检测领域。
作者：
Lei Feng，Jinsong Zhou，Bin Xiangli，Juanjuan Jing，Yacan Li，Xiaoying He，Lei Yang，Lidong Wei
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