一种用于光纤馈送光谱仪的快速新型折反射设计

下一代大规模多路复用多目标光谱仪（DESpec, SUMIRE, BigBOSS, 4MOST, HECTOR）需要比当前设计具有更高分辨率（R = 3000-5000）的快速、高效且经济的光谱仪。光束尺寸是一个（相对）自由的设计参数，但 VPH 光栅的特性表明，对于固定的分辨率和波长覆盖范围，光束尺寸对整体 VPH 效率的影响非常小。对于全透射相机，这意味着应采用适中的光束尺寸（例如 80-150mm）以最小化成本；而对于折反射（Schmidt 型）相机，则更倾向于更大的光束尺寸（例如 250mm 以上），以提高成像质量并最小化遮挡损失。Schmidt 设计在成像质量、相机速度和散射光性能方面具有优势，而 MRF 技术等最新进展意味着所需的非球面不再构成高昂的成本或风险。本文提出了一种源自 Schmidt/Maksutov 的新型设计，其与以往设计的不同之处在于探测器组件位于相机外部，且紧邻光谱仪光瞳。由于望远镜顶端遮挡，望远镜光瞳中心已有一个孔洞。对于 250mm 的光束，可以将 6cm $\times$ 6cm 的探测器组件及其杜瓦瓶 largely 隐藏在该孔洞内。这意味着该设计实现了极高的效率，可与透射式设计相媲美。其光学性能优异，至少与经典 Schmidt 设计相当，可实现 F/1.25 甚至更快的相机。主要硬件成本估算为每臂 30 万美元，使得该设计具有经济性。