基于体相位全息光栅的窄带成像-光谱组合仪

在本工作中，我们讨论构建一种具有两种工作模式——光谱与成像模式——的仪器的可能性。这种仪器的关键元件是由两个窄带体相位全息光栅组成的色散与滤波单元。每个光栅在几十纳米的相对较窄光谱范围内提供高衍射效率。此外，该工作波段的位置高度依赖于入射角。因此我们提议使用一对这样的光栅来实现两种工作模式。光栅依次安装在准直光束中。在光谱模式下，将光栅转动至使衍射效率曲线重合的角度，从而在第一个光栅上衍射的光束在第二个光栅上被衍射两次，形成窄范围内的高色散光谱。如果准直和照相透镜针对宽视场进行了校正，则可以使用长缝并分别记录其不同位置的光谱。在成像模式下，将光栅转动至使效率曲线在极窄波长范围内相交的角度。因此，在第一个光栅上衍射的光束被第二个光栅滤除，除了形成图像的光谱分量。这种情况下，仪器在入射端无狭缝光阑工作。我们提供了一个示例设计以说明所提出的概念。该光学方案在约 656 nm 区域工作，焦比 F/# 为 6.3。在光谱模式下，它提供 641 至 671 nm 区域的光谱，倒线色散为 1.4 nm/mm，光谱分辨本领高于 14000。在成像模式下，它覆盖 12mm x 12mm 的线性视场，空间分辨率为 15-30 线/mm。