[发明专利]一种光栅光谱仪光学系统焦距和狭缝尺寸计算方法

权利要求书

1.一种光栅光谱仪光学系统焦距和狭缝尺寸计算方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

步骤(1)：建立空间天文点源探测光栅光谱仪的光学系统，使光学系统像质达到衍射限；

步骤(2)：根据探测光谱的波长最大值λ_max和光学系统入瞳直径D得到狭缝处星点像PSF的半高全宽FWHM；根据狭缝处星点像PSF的半高全宽FWHM、光谱采样率n和探测器的光谱方向像元间距p得到光学系统的焦距f′；

步骤(3)：根据探测光谱的波长最大值λ_max和光学系统入瞳直径D得到艾利斑第一暗环尺寸；根据光学系统的焦距f′、光学系统的放大率δ和艾利斑第一暗环尺寸得到狭缝的宽度Ws；其中，

在步骤(2)中，狭缝处星点像PSF的半高全宽FWHM为：

其中，λ_max为探测光谱的波长最大值，D为光学系统入瞳直径；

在步骤(2)中，光学系统的焦距f′由以下公式得到：

其中，n为光谱采样率，p为探测器的光谱方向像元间距；

在步骤(3)中，艾利斑第一暗环尺寸为

在步骤(3)中，狭缝的宽度Ws由以下公式得到：

其中，δ为光学系统的放大率。

2.根据权利要求1所述的光栅光谱仪光学系统焦距和狭缝尺寸计算方法，其特征在于：在步骤(1)中，空间天文点源探测光栅光谱仪的光学系统包括前置系统、狭缝、准直镜、光栅、成像镜和探测器；其中，

前置系统接收具有入瞳直径D的前端望远镜出射的平行光，将平行光聚焦到具有一定宽度的狭缝处，光线通过狭缝后，由准直镜再将光线准直成平行光，入射到光栅上；光栅将入射光进行色散，形成光谱；成像镜再将光谱成像到探测器上。