本文根據(jù)像差理論，開發(fā)了一種計算次鏡外反射的 Offner 型自由曲面棱鏡光譜儀初始結(jié)構(gòu)的算法。通過光線追跡獲得光線在次鏡外反射 Offner 型光譜儀各光學表面?zhèn)鞑サ墓剑摴娇梢源_定光學元件的結(jié)構(gòu)參數(shù)。應用軸外細光束像散理論分析系統(tǒng)產(chǎn)生的像散，并設定合理閾值作為結(jié)構(gòu)算法的判斷依據(jù)。在 Matlab 中迭代優(yōu)化出符合設計要求的初始結(jié)構(gòu)，使用 Zemax 軟件對獲得的初始結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化。為驗證算法效果，本文設計了光譜范圍為 380~780 nm，數(shù)值孔徑為 0.15，光譜分辨率為 6 nm 的自由曲面棱鏡光譜儀的初始結(jié)構(gòu)。在 Zemax 中完成優(yōu)化后系統(tǒng)可達到設計指標且譜線彎曲和色畸變均優(yōu)于 0.1 pixels。設計結(jié)果表明采用本文算法可以快速計算出符合要求的初始結(jié)構(gòu)，大大簡化了后續(xù)優(yōu)化的復雜程度。 I9P< !#q>
