高精度测温拉曼激光雷达光谱仪的光学设计

• 作者: 刘洋 吕立慧 张天舒 赵雪松 邓潘 项衍
• 来源期刊: 光学精密工程
• 学科: 工学
• 关键词: 拉曼激光雷达 双光栅光谱仪 闪耀光栅 线分辨率
• 年，卷（期）: 2018,（8）
• 所属期刊栏目: 激光光谱技术
• 页码范围: 1904-1909
• 页数: 6页
• 分类号: TN959.6
• 字数: 1932字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3788/OPE.20182608.1904

摘要

为了抑制边缘纯转动拉曼光谱成像偏差,提出了一种高精度测温拉曼激光雷达光谱仪光学系统设计.该系统利用非球面透镜组对光谱仪成像球差进行校正,针对光谱仪10 mm/nm的线分辨率要求,采用双光栅结构设计并对测温拉曼光谱仪各参数进行光线追迹,拟合得到双光栅的入射角、准直镜焦距和聚焦镜焦距的最优值.将拟合最优化结果代入Zemax软件进行优化分析,结果显示单个成像光谱成像宽度控制在0.771 5 mm,间隔0.1 nm的纯转动连续光谱成像中心间隔可以达到1 mm,满足了线阵探测器对成像质量的要求.通过计算在J=6级的纯转动拉曼后向散射信号对瑞利-米散射信号实现了108抑制,达到了高精度纯转动拉曼激光雷达测温的目的,解决了目前双光栅光谱技术无法达到提取355 nm波段纯转动拉曼高光谱精度的要求,对测温拉曼激光雷达的技术发展有着深远的意义.