求助一种小型紫外光谱仪设计

最近在帮老板弄个小型紫外光谱模块，200~400nm，分辨率1.5nm左右的。老板要求只许用一个小球面反射镜，这可犯了难。
目前我的选型是这样的：
传感器： Hamamatsu 的一个 256元紫外COMS， 感光区域  6.4mm*2.6mm  (目前暂不考虑分辨率具体值)
镜片：R60 Φ25 的紫外镀铝反射镜
光栅：600/250 的刻线光栅，用+1阶

沿着光路走，直到球面镜把光束投到光栅上还好好的，可是光栅打回镜子再投到传感器时，发现总是聚焦不好。
我试着调节了一下两个镜子的倾角，发现可以调成M型的光路（光栅在光纤入口和传感器中间），而且聚焦还不错，但是违背了缩小体积的初衷；
所以我理想的设计，就是如图中一般把光纤入口做在传感器和光栅中间。

我没什么好的优化思路，请前辈们指点一下。
目前我选型的是标准件，以后批量生产的话也可以考虑定制镜片，但是目前还是急着打个样出来。

谢过各位了。

本帖最后由 8194 于 2021-7-22 07:41 编辑

果然，我的雷竞技下载找ray666点vip设计还是拘泥于现有的方案，我还依然是个菜鸡，看到你的思路；
1. 我知道光谱仪成本控制厉害，但没想到你老板是真的死扣；无论是钱还是尺寸，扣到死的哪种；
2. 你的这种设计方式，我没有去考虑具体的雷竞技下载找ray666点vip可实行性
    我能给的建议是，你体积一定要留出余量，多多考虑机械及生产人员；
3. 以我的实例来给你建议，我在20年初也是设计光谱仪部分，当时我的老板和你老板一样，非常扣价格、性能和体积，但最终效果不好；  
原因是：3.1  雷竞技下载找ray666点vip设计，体积是非常重要的优化的一环，控制体积会让你设计非常难做；
             3.2 以我举例，我当时设计了一款折叠CT的光谱仪 ，老板死扣体积，我的雷竞技下载找ray666点vip体积做到了40mm*40mm，我基本上把线阵CMOS用完的同时体积做到了最小；
             但最终效果不好，不是因为雷竞技下载找ray666点vip的因素，而是因为产品经理； 由于光谱仪行业就很拉闸，很少有公司有产品经理这个岗位，雷竞技下载找ray666点vip模块设计的再小，因为最终排布的问题，电路板、雷竞技下载找ray666点vip模块、机械模块根本事先就没商定大概多大范围以内，所以我做再小也没用，最终空出了好大一块地方，反而是不好，如果体积能应用上光路能做到更好；
             我的建议是，如果实现没做整体产品的硬件分布，那就让产品经理先完成了这部分设计再搞你那部分。
            3.3 成本控制
            真正决定成本的是销量而不是你这里，你再能压缩也没办法靠量的模式那样把成本降低；     你可以看看你们公司的立项书及商业计划书，它里面写了大概年销售量，根据这个量来参考设计你的产品会让你的设计做得更好；
           而且，考虑机械加工成本和装调成本；  
           单独雷竞技下载找ray666点vip模块其实价格有限，控制成本应当控制全局，即整体硬件成本，而不是光把光路成本和体积压缩到极致，导致机械装调、加工、组装的时候心态崩了，反而导致成本上升

我觉得你未必有我当时扣成本厉害，我当时可是使用了很多骚操作，让现在的我来看是非常脑残的操作；      接收光路中二向色镜滤光片买大片来切割，崩边无所谓反正留有机械夹持距离，套个壳子一样用；   最后厂商不带我玩了， 总共就是几片样片或者是几百块的测试片，你一片切6小片组装，你让厂商赚个屁钱，谁带你玩吖；                                             这完全就是商业模式的问题，光谱仪作为竞争非常激烈的一个行业，尤其是作为民用低成本的小光谱仪，目前活路不多，赛道总共就是这么大；   很难养活不了供应商及你们的，那也别怪人家看不上这个行业，别的行业打件标准版都是一套10片左右，6W左右的加工费， 在光谱仪行业那里可能打个几版都要嘟嘟囔囔，就会是很直接的对比

要不考虑ebert-fastie 结构？那也是一个球面镜就够了，也是M型结构。其实也挺小的，

文中我说的那个M型光路其实就是您说的ebert-fastie结构。目前我做的这个，可以勉强说是 Crossed CT结构了。
至于为什么我要坚持这个结构，当然是因为老板买了个这样的样机回来，让我做个一模一样的·········

应该先雷竞技下载找ray666点vip设计，设计完之后，才开始布局设计。

应该先雷竞技下载找ray666点vip设计，设计完之后，才开始布局设计。我怎么看你这是倒了呢！

是的，逆向工程。由于镜片数量并没有很多，所以做逆向还是有可行性的。

本帖最后由 8194 于 2021-7-30 15:29 编辑

其实这位兄弟说的，我不敢苟同；

光谱仪设计对于光路部分设计有诸多选择，同一种光路都会有很多形态；

有时候未必需要把雷竞技下载找ray666点vip部分设计到极致，你用+1还是—1，你每个夹脚稍微改变一部分就可以有新的波峰波谷；

这包含着整体的设计在里面，我之所以觉得单独的先考虑雷竞技下载找ray666点vip模块再考虑整机模块不妥当的一点是：这种思想极大的忽视了产品经理的重要性以及把雷竞技下载找ray666点vip太捧了；

前期可以确定的电池模块、电路板大体体积、以及最终形态上客户需要的最终产品效果；
中期： 光路体积、散热、维修方案、装配过程、批量化成本；
后期：批量生产流程，体系；
这些都得考虑进去，这也就是雷竞技下载找ray666点vip大师和一般雷竞技下载找ray666点vip小弟的区别；

凭什么一个雷竞技下载找ray666点vip工程师可以在规划之前设计光路然后再规划产品体积和形态？

凭什么一个雷竞技下载找ray666点vip工程师在自己模块设计完成之后就可以说不改了，我的MTF我的分辨率就是最好的，哪怕其他模块出问题我也不是我雷竞技下载找ray666点vip的事情；

我不敢苟同说先设计雷竞技下载找ray666点vip，再考虑布局的方案；

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有的光谱仪在乎分辨率，有的光谱仪在乎体积，有的光谱仪在乎成本，有的光谱仪在乎整体性能，有的光谱仪考虑极致的批量化工艺；有的光谱仪可以限制波束，让其分辨率增大； 有的光谱仪就需要大波束，分辨率合适就行；  有的光谱仪为了极致的体积，我可以不用CMOS的一部分；

以上需求都是同一种光路吗?

是不是需要考虑清楚了再设计，是不是需要布局完善了再设计； 先手设计完,OK ，横向尺寸80Mm, 但手握90mm最佳， 那多出来的10mm是卡自己脖子呢？还是空放着呢？              设计出一款看似完美，实际畸形摆列的光谱仪，边边角角打算干嘛? 养金鱼？ 卖个光谱仪送两根华子放在边角方便测试的人边测边抽？

今天是2021年八月二日，更新一下自己的进度。
首先很不幸运，由于微软在昨天为我更新了KB5003173补丁，我的CodeV 和Lighttools都不能用了（错误代码6，很多人也出现过）
焦头烂额地搞了半天，将系统的自动更新禁用掉，然后卸载了补丁。重新安装Code V，终于成功了。（在安装Multikey结束后，如果电脑提示了U盘插入的声音，这说明这次CodeV的安装会成功---个人臆测）

其次是这个光谱仪的进度。
1.狭缝后出射的光的角度--我猜测这个角度，也就是仿真中的物方NA，应该由衍射公式（sinΦ=λ/d）计算得出。可是翻阅贴吧前辈们的帖子，貌似并不是这么一回事，貌似是一个由实验得出的经验值。此次的波长区间为200~400nm，狭缝假设为25um，Φ≈sinΦ=0.016。私下请教了一位前辈，他说他设计的时候会设为0.08，是经验值。我个人也没有更好的意见，就按前辈的来吧。这个或许可以在Lighttools中去验证，有空可以做个仿真实验看看。

2.关于镜片的选用，由于都是标准件，可用的曲率较为受限。原先希望使用f=60mm的反射镜，但是可以发现它引入的像差（应该是彗差吧····）使得像面上的光斑很不理想。在X=0,Y=0这个视场下的仿真得到的光斑都远超1个像素宽度，像没头苍蝇一样优化Alpha、Y、厚度·······结果都不是很好。最后决定改用100mm的反射镜，效果好了很多，但还是不太能将单波长的光斑聚焦在一个pixel内······

3.从点列图上看，如果我的设计比较合理，三个波长（200、300、400nm）的光斑尺寸应该是差不多的，可能是我的像面角度还没有调教好，但是暂时也还想不到用哪个优化函数去调。而且以前看过某些zemax上的仿真，点列图上的光斑都是正正好好的正方形，不想我这般歪歪扭扭的·······

总之·····还得好好琢磨琢磨······

看不懂，你这个光谱仪入射光从哪里进去的