CO2探测仪光学系统设计

• 作者: 郑玉权 高志良
• 来源期刊: 光学精密工程
• 学科: 地球科学
• 关键词: 温室气体探测 CO2探测仪 大面积光栅 光谱仪 光学设计
• 年，卷（期）: 2012,（12）
• 所属期刊栏目: 现代应用光学
• 页码范围: 2645-2653
• 页数: 9页
• 分类号: TH703|X851
• 字数: 4422字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3788/OPE.20122012.2645

摘要

设计并架构了CO2探测仪的光学系统.通过对比国外典型大气温室气体探测仪采用的光学系统,总结了光栅与傅里叶变换两种分光方法的优缺点,确定设计的CO2探测仪采用大面积光栅色散光谱仪系统,该光学系统包括前置光学系统和三通道光栅光谱仪系统两部分.前置光学系统由无焦双离轴抛物面系统、2个分束器和3个聚焦透镜组组成,采用了多种消杂光措施,有效抑制了杂散光.光栅光谱仪的3个通道采用相同的结构,工作在相同的偏离角下;根据光栅方程推导了固定偏离角下光栅参数的计算方程,确定了3个通道的光栅参数；透镜采用低膨胀熔石英材料;大面积光栅工作在大入射角、大衍射角状态,工作波段内的光栅衍射效率可达90％以上.对光学系统的分析测试显示:通过在光谱仪系统放置0级光陷阱等消杂光措施,可将杂散光控制在10-5以下,空间方向的MTF大于0.9,光谱分辨率达到0.035 nm(@760 nm),实现了20点同步观测.由于相对孔径较大(F1.8),提高了集光能力.结果表明,设计的光学系统满足温室气体探测的技术指标要求.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	郑玉权	中国科学院长春光学精密机械与物理研究所	30	559	10.0	23.0
2	高志良	中国科学院长春光学精密机械与物理研究所	12	201	5.0	12.0