Анализ вариантов оптической схемы светосильного изображающего спектрографа, построенного на основе выпуклой голограммной дифракционной решетки

Полный текст на elibrary.ru

Публикация в Journal of Optical Technology

Ссылка для цитирования:

Мельников А.Н., Муслимов Э.Р. Анализ вариантов оптической схемы светосильного изображающего спектрографа, построенного на основе выпуклой голограммной дифракционной решетки // Оптический журнал. 2019. Т. 86. № 3. С. 32–39. http://doi.org/10.17586/1023-5086-2019-86-03-32-39

Melnikov A.N., Muslimov E.R. Analysis of versions of the optical layout of a high-aperture imaging spectrograph based on a convex holographic diffraction grating [in Russian] // Opticheskii Zhurnal. 2019. V. 86. № 3. P. 32–39. http://doi.org/10.17586/1023-5086-2019-86-03-32-39

Ссылка на англоязычную версию:

A. N. Melnikov and E. R. Muslimov, "Analysis of versions of the optical layout of a high-aperture imaging spectrograph based on a convex holographic diffraction grating," Journal of Optical Technology. 86(3), 153-159 (2019). https://doi.org/10.1364/JOT.86.000153

Аннотация:

Рассмотрена возможность построения изображающего спектрографа с использованием голограммной дифракционной решетки с коррекцией аберраций, наносимой на выпуклую поверхность. В качестве исходной точки при расчете подобной оптической схемы использован проекционный объектив. Показано, что при использовании простейшего объектива типа «триплет» можно построить схему спектрографа для видимого диапазона 400–700 нм с относительным отверстием до 1:2,3, обеспечивающего спектральное разрешение 2,9–7,7 нм при работе со щелью длиной 16 мм. Также рассмотрен вариант построения спектрографа с совмещением спектрального и изображающего каналов на основе 6линзового проекционного объектива.

Ключевые слова:

голограммные дифракционные решетки, выпуклые дифракционные решетки, изображающий спектрограф, спектральное разрешение

Коды OCIS: 300.6190, 230.1950, 090.2890, 110.0110

Список источников:

1. Хасан М. Оптические схемы малогабаритных спектрографов на основе вогнутых отражательных голограммных дифракционных решеток для исследования наноматериалов // Автореф. дис. канд. техн. наук: 05.11.07. Казань, 2012. 22 с.
2. Xu L., Ji Y., Shen W., Tang M. Optical design of wide waveband compact imaging spectrometer with fast speed // Proc. SPIE. Internat. Conf. Optical Instruments and Technol.: Optoelectronic Imaging and Proc. Technol. 2011. V. 8200. P. 82000C.
3. Kudenov M.W., Craven-Jones J., Aumiller R., Vandervlugt C., Dereniak E. L. Faceted grating prism for a computed tomographic imaging spectrometer // Opt. Eng. 2012. V. 51. № 4. P. 044002.
4. Peyrot D.A., Lefort C., Steffenhagen M., Mansuryan T., Ducourthial G., Abi-Haidar D., Sandeau N., Vever-Bizet C., Kruglik S.G., Thiberville L., Louradour F., Bourg-Heckly G. Development of a nonlinear fiber-optic spectrometer for human lung tissue exploration // Biomedical Opt. Exp. 2012. V. 3. № 5. P. 840853.
5. Gilmutdinov A.Kh., Voloshin A.V., Nagulin K.Yu. Spatially resolved atomic absorption spectrometry // Russian Chem. Rev. 2006. V. 75. № 4. P. 303–315.

6. Pawluczyk O., Pawluczyk R. Applications of multichannel imaging spectrometer // Proc. SPIE. Photonics North 2004: Photonic Applications in Astronomy, Biomedicine, Imaging, Materials Processing, and Education. 2004. V. 5578. P. 227–238.
7. Электронный ресурс http://www.horiba.com/scientific/products/optical-spectroscopy/spectrometers-monochromators/ihr/ihr550-imaging-spectrometer200 (Каталог продукции фирмы «HORIBA, Ltd.», imaging spectrometer IHR550).
8. Электронный ресурс http://www.kosi.com/Raman_Spectroscopy//imagingspectrographs (Каталог продукции фирмы «Kaiser Optical Systems, Inc.», holographic imaging spectrograph Holospec f/1.8).
9. Муслимов Э.Р., Ахметгалеева Р.Р. Изображающий спектрометр с гризмой в сходящемся пучке лучей // X Междунар. конф. «Оптические технологии в телекоммуникациях-2012». Уфа, 20–22 ноября 2012 г. Материалы конференции. Уфа: УГАТУ, 2012. С. 67–69.
10. Муслимов Э.Р., Насыров А.Р., Скочилов А.Ф. Дифракционные решетки в составе базового модуля гиперспектрометра с высоким пространственным разрешением для ближнего ИК-диапазона // Голография. Наука и практика. Сб. тр. 12-й Междунар. конф. «ГолоЭкспо-2015». Казань, 12–15 октября 2015 г. Казань: изд. КНИТУ-КАИ, 2015. С. 360–362.
11. Palmer C., Loewen E. Diffraction grating handbook. Rochester: Newport Corporation, 2005. 271 p.
12. Sokolova E. A. New-generation diffraction gratings // JOT. 2001. V. 68. № 8. P. 584–589.
13. Koch F., Lehr D., Schönbrodt O., Glaser T., Fechner R., Frost F. Manufacturing of highly-dispersive, high-efficiency transmission gratings by laser interference lithography and dry etching // Microelectronic Eng. 2018. V. 191. P. 60–65.
14. Blanche P.A., Gailly P., Habraken S., Lemaire P., Jamar C. Volume phase holographic gratings: Large size and high diffraction efficiency // Opt. Eng. 2004. V. 43. № 11. P. 2603–2612.
15. Bruder F.-K., Fäcke T., Rölle T. The chemistry and physics of Bayfol® HX film holographic photopolymer // Polymers. 2017. V. 9. № 10. P. 472-01–472-35.
16. Nazmeev M.M., Pavlycheva N.K. New generation spectrographs // Opt. Eng. 1994. V. 33. № 8. P. 2777–2782.
17. Zavarzin V.I., Mitrofanova Yu.S. System solutions for prospective hyperspectral equipment // JOT. 2017. V. 84. № 4. P. 226–230.
18. Palmer C. Diffraction grating handbook. 7th ed. N.Y.: Newport Corporation, 2014. 265 p.
19. Электронный ресурс https://www.edmundoptics.com/optics/optical-lenses/achromatic-lenses/6.25mm-dia.-x-50mmfl-vis-nir-coated-achromatic-lens/ (Каталог продукции фирмы «Edmund Optics», 6.25 mm Dia. x 50 mm FL, VIS-NIR Coated, Achromatic Lens).
20. Aklin G.H., Altman F.E., Walter L. Photographic objective of the Cooke triplet type // Патент США № 2503751. 1950.
21. Hill G.J., Wolf M.J., Tufts J.R., Smith E.C. Volume phase holographic grisms for infrared and optical spectrographs // Proc. SPIE. Specialized Opt. Developments in Astronomy. 2003. V. 4842. P. 1.
22. Орлов А.Г., Егоров В.В., Калинин А.П., Родионов И.Д. Авиационный гиперспектрометр: архитектура и методика расчета элементов / 5-я Всерос. открытая ежегод. конф. «Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса». М.: ИКИ РАН, 2007. С. 280–287.
23. Zubko N., Baba N., Shibuya H., Murakami N. Method to reconstruct exoplanetary spectrum // Opt. Lett. 2009. V. 34. № 16. P. 2432–2434.
24. Muslimov E.R. A built-in spectrograph with transmission concave holographic grating // Proc. 3rd EOS Conf. Manufacturing of Optical Components (EOSMOC 2013). Munich, May 13–15, 2013. EOSMOC2013_1569714597_005.
25. Thompson R.L., Tesar J. Double-gauss type of lens for compact camera // Заявка WO на изобретение № 2005088377.2005.