离面工作条件下光谱仪多光栅槽型优化设计

在大规模多波段成像和无缝光谱巡天中,无缝光谱巡天极限星等在一定程度上受无缝光谱效率和无缝光谱光栅衍射效率制约,针对无缝光谱仪中布置在焦面附近的光栅开展衍射效率优化设计研究.在光栅衍射效率的计算中采用严格耦合波分析方法,并在优化算法中综合采用模式搜索法和差分进化算法相结合的方法,得到了衍射效率高同时满足工程化要求的最优化槽型.模式搜索法能快速地收敛到局部最优值,差分进化算法具有全局择优的特点,两者结合提升了运算效率和结果的可靠性.针对无缝光谱仪中工作在不同波段、不同入射角和不同离面角的多块光栅优化衍射效率.优化结果表明,通过合理控制槽型,所有光栅在闪耀波长处的理论平均衍射效率均可达到0.83.