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摘要
针对微型光谱仪难于兼顾光谱分辨率和光谱范围的问题,提出一种级联微型法布里-珀罗干涉仪和微型曲面光栅光谱仪的设计方法。分析了两种光谱仪匹配设计的条件以及级联光学系统的光谱特性,并提出了一种光谱数据重构算法。用ZEMAX软件设计了一款激光拉曼光谱仪,该光谱仪的尺寸为25mm×6mm×6mm,数值孔径为0.22,拉曼光谱范围为150～3200cm-1,光谱分辨率约为6cm-1。仿真了标准拉曼光谱信号的扫描过程,并用长度为2.4mm的线阵探测器对光谱信号进行采样,重构的拉曼光谱分辨率约为6.4cm-1,与标准拉曼光谱的偏差为0.4cm-1,验证了该设计方法和重构算法的可行性。同时,该光谱仪可以基于微机电系统工艺实现微型化和低成本化,满足手持式、便携式光谱检测和工业在线光谱检测的应用需求,具有较高的实际应用价值。
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