简单点：无球差的球面镜光轴上的一对共轭点。 任何一对共轭点之间的所有光线都具有相等的光程长度。 只有光轴上的这对共轭点才能实现完美成像。 PART1 基本概念像差介绍在实际光学系统中，非近轴光线追踪得到的结果与近轴光线追踪得到的结果不一致。 这些与近轴近似理想条件的偏差称为像差。 像差使原始物点变成漫射点，降低图像的清晰度。 设计光栅光谱仪时的主要关注点 第 1 部分 基本概念介绍了主要的两种像差：慧差和像散，这是离轴成像过程中产生的像差。 平行光束从光轴外的一点发射到透镜。 它不在像平面上形成点像，而是形成不对称的漫射光束。 这个漫射光斑的形状就像一颗彗星，从中心拖到边缘。 它的尾巴由细到粗，头端明亮而清晰，尾端宽而暗淡而模糊。 这种离轴光束引起的像差称为慧差。 彗差的大小不仅与光圈的大小和视场的大小有关，而且光圈的大小影响更大。 离轴像差。 由于光学元件相对于离轴物点的不对称性，导致子午光束和矢状光束在离轴点处的会聚点不同。 我们的眼睛之所以有散光，是因为晶状体两个方向的曲率不一致，导致看到的点分散成一条短线。 散光主要与视野的大小有关。 PART1 基本概念介绍了消除像差的措施——像差是光学系统中限制通光孔径的小孔。 实验中主要使用两种类型的光阑：放置在光源和凹透镜之间的称为孔径光阑，它决定轴上点成像光束从中间光束到边缘光束的倾斜角度。

光缝称为视场光阑，它决定物体成像的范围（视场）。 这两个光圈分别对彗差和像散有很大的影响。 孔径PART1 基本概念介绍分光器件：闪耀光栅夫琅和费衍射：入射光必须平行！ PART1 基本概念介绍 为什么要使用闪耀光栅？ 普通光栅：光强是分散的，大部分光强分布在主层面上，没有色散。 闪亮光栅：大部分光强集中在某个非零水平（单缝因子调制）。 PART1 基本概念介绍 PART1 基本概念介绍 Part 1 闪耀光栅方程介绍：槽间干涉 PART 2 光栅光谱仪的搭建过程 参数有哪些？ 如何定义分辨率？ 我们用光谱仪做什么？ 我们用光谱仪来检测原子线谱，原来尖锐的线谱必然会变宽。 我们使用平均半峰全宽 (FWHM) 来定义光谱的分辨率。 事实上，必须拓宽原始光谱，这会限制我们的分辨率。 原子光谱基本上是线光谱，可以作为衡量光谱仪分辨率的标准。 分辨率 光谱中分辨率的表征——使用汞灯标准光谱进行校准的半峰宽校准 波长/nm相对光强 PART3光栅光谱仪分辨率的主要影响因素——软件模拟与实验验证 毛坯光栅模拟 光学路径图。 实际光路图。 光阑、凸透镜、凹面镜、凹面镜、闪耀光栅、平面镜。 物点不在凹面镜的焦点处——发出的光不是完美的平行光。 凹面镜角度变化对光路的影响。 凹面镜的切面与光轴垂直面之间的夹角。 0 凹面镜切轴垂直面与切轴的夹角 20 凹面镜切轴垂直面与切面的夹角 10 实验时，可以认为光轴与光轴的夹角凹面镜与凹面镜中心与物点连线的夹角小于10，出射光近似平行。 ; 当大于10时，成像高度变短，光特性曲线弯曲：在像面上，各光圈的光线与主光线的差值不像表面交点那样为10度。 凹面镜的旋转角度为10度。 20度凹面镜的角度对不同波长成像光的光斑半径有影响，进而影响分辨率。 示意图：ex是图像中心不同孔径的光的图像差异。 凹面镜角度的变化影响光路。 改变凹面镜的位置使出射的光线不平行，图像变得模糊，分辨率严重降低。

凹面镜角度的变化对光路的影响。 凹面镜角度对光路的影响。 波长/nm 波长/nm。 相对光强度。 相对光强度。 相对光强度。 相对光强度。 波长/nm 波长/nm。 光缝宽度对成像的影响。 最终的光谱图案。 这是光缝的图像。 因此，光缝越窄，半峰宽度越小。 另外，光缝作为视场光阑，光缝越宽，像散越大。 本质是当成像系统的光缝宽度增大时，分光能力减弱（模拟结果）。 光缝宽度对成像的影响。 光缝宽度d=0.026mm 光缝宽度d=2.000mm 光缝宽度d=4.000mm 光缝宽度。 d=8.000mm 光缝宽度对成像的影响#0#0#0#0#0#104.52e+04 光缝宽度约为0mm。 当光缝宽度增加时，分光能力减弱（实验结果） 光缝为0.074mm 光缝为0.174mm。 光缝为0.274mm。 光缝为0.374mm。 光缝半宽为0.474mm。 光缝与光缝之间的关系在中间近似为线性。 光缝大于0.374mm后几乎没有变化——光缝上的图像。 小和大有限孔径半径对成像的影响。 当光隙值较大时，增大光圈后，随着光圈半径的减小，分光能力增强。 （仿真结果）孔径半径对成像的影响。 孔径半径为12.5mm。 孔径半径为8mm。 孔径半径为5mm。 孔径半径为3mm。 当光缝较小时，增大光圈后分光基本保持不变。 孔径半径为25mm。 孔径半径为5mm。 孔径半径为5mm。 孔径半径对最大的影响当分辨率较低时，增大孔径后，随着孔径半径减小，分光能力增强（实验结果）孔径半径为第二大孔径半径，孔径半径为第二最小孔径半径到小孔径半径对成像的影响分辨率高时，光圈半径减小后半高宽略有减小（分光能力增强）（实验结果）#0#104.687e +04当光缝为0.5mm时#102.874e +04 光阑半径最大，半高宽为45.5nm。 光阑半径第二大，半高宽为43.3nm。 膜片半径最小，半高宽为41.2nm。 分辨率高时光阑半径对成像的影响，孔径半径减小后，半高宽略有减小（分光能力增强）（实验结果）光缝为0.25mm，孔径半径为最大，半高宽为25.5nm，孔径半径第二大，半高宽为25.5nm。 光阑半径为25.1nm，半高宽为22.0nm。 2500 #10 2500 #10 2500 #10 1.705e+04 实验结果-优化光栅光谱仪分辨率 波长/nm 狭缝相对光强为0.026mm，平均半峰宽2.0nm 影响光栅光谱仪分辨率的主要因素光栅光谱仪是球面镜的光轴与物点与球面镜中心的连线之间的夹角。 出射光不平行，产生像差。 光缝有一定的宽度，峰值必须加宽，前置光源系统存在像差，限制了后置图像的清晰度。 最小化光缝宽度，合理设置球面镜的位置和角度，使角度最小。合理调整孔径的位置很重要，但在本实验中不能改变——光栅的光栅常数。 影响光栅光谱仪分辨率的主要因素。 浙江大学出版社参考文献

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