M型Czerny-Turner光谱仪结构优化设计与分析

针对M型Czerny-Turner光谱仪在像差校正时可能会出现的二次衍射问题，提出了此光学结构在消慧差条件下的反二次衍射条件。分析了二次衍射出现的主要因素，并进行了理论推导。结合反二次衍射条件与消慧差优化的约束条件，搭建了M型消慧差Czerny-Turner结构光谱仪。为了验证理论分析的正确性，使用Zemax OpticStudio仿真软件进行了对比实验。仿真结果表明：满足约束条件的M型光路结构中不会出现二次衍射现象，而不满足约束条件的M型光路结构中则会出现二次衍射现象，与理论分析结果相符。在入射狭缝宽度为25μm、光栅刻线密度为600 line/mm的条件下，软件优化后的光学系统在200～500 nm范围内的光谱分辨率优于1 nm。