Wie geht man mit Koma und schiefer sphärischer Aberration in einer Czerny-Turner-Konfiguration um?

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Ich modelliere mein eigenes Spektrometer mit Zemax, als mir plötzlich gesagt wurde:

Selbst wenn Sie es schaffen, die Winkel oder Positionen des Gitters und der Spiegel zu optimieren, erhalten Sie aufgrund geometrischer Aberrationen wie Koma und (schräger) sphärischer Aberration keine ausreichend guten Brennpunkte auf dem CCD. Diese kommen von der Tatsache, dass Sie Ihren Hohlspiegel an außeraxialen Positionen von außeraxialen Punkten treffen.

Ein kurzes Googeln verrät:

Koma kann bei einer Wellenlänge in einem CZ korrigiert werden, indem eine geeignete Betriebsgeometrie berechnet wird, wie in Abbildung 7 gezeigt.

Und

Die OPD aufgrund von Astigmatismus variiert mit dem Quadrat der numerischen Apertur und dem Quadrat des Winkels außerhalb der Achse und kann nicht korrigiert werden, ohne eine asphärische Optik zu verwenden

  1. Wie kann man dann Koma für einen Wellenlängenbereich korrigieren?
  2. Wo sollte man die asphärische Optik in der Czerny-Turner-Konfiguration einbauen?
Einige abbildende Spektrometer von Czerny-Turner verwenden toroidale Fokussierspiegel (anstelle von sphärischen). Dieser Artikel schlägt einen Weg vor, Aberrationen mit sphärischen Spiegeln zu reduzieren, aber ich habe ihn nicht durchgelesen.

Antworten (1)

  1. du kannst nicht
  2. Astigmatismus kann ohne asphärische Optik korrigiert werden, aber in Bezug auf die endgültige Leistung wird Ihre dominante Aberration sphärisch sein - ungefähr proportional zur dritten Potenz des Eintrittslichtkegelwinkels. Indem Sie eine zusätzliche asphärische Oberfläche hinzufügen, können Sie das herstellen, was PI einen Schmidt Czerny Turner nennt. Schmidt-Design-Teleskope verwenden für diesen Zweck seit einiger Zeit eine extra asphärische Oberfläche. Ein toroidaler Spiegel ist immer noch eine Art sphärischer Spiegel (nur mit unterschiedlichen Radien in x und y), aber er wird in den meisten Spektrographen verwendet, um eine bessere Abbildungsleistung zu erzielen - ein nicht toroidaler CT wird einen Lichtpunkt am Eingang in eine Vertikale umwandeln Linie am Detektor - gut für die Verwendung als Monochromator oder mit einem SPD, aber nicht, wenn eine räumliche Auflösung für die Verwendung mit einem CCD/sCMOS-Sensor für die Mikrospektroskopie oder für die Mehrspur-Spektroskopie erwünscht ist.
Wie geht man mit Koma und schiefer sphärischer Aberration in einer Czerny-Turner-Konfiguration um?
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