一种可调谐的猫眼光谱仪，采用保持布拉格条件的旋转技术以实现高分辨率光谱测量 姚中义（Zhongyi Yao）、 任硕颖（Shuoying Ren）、 王新兵（Xinbing Wang） 和 左笃洛（Duluo Zuo）

《Sensors》：A Tunable Catadioptric Spectrometer with Bragg-Condition-Preserving Rotation for High-Resolution Spectroscopy Zhongyi Yao, Shuoying Ren, Xinbing Wang and Duluo Zuo

　　亮点：通过将光栅-镜旋转组件集成到透射型体积相位全息（VPH）光栅光谱仪中，开发出了一种可调的反射-折射光谱仪。通过理论分析得出了该光学配置的两个关键特性。该设计确保在波长调谐过程中，布拉格波长的辐射始终能够到达成像透镜的光轴，同时光栅处的入射光束和衍射光束同时满足布拉格条件。实验测量表明，这种可调反射-折射光谱仪的衍射效率在整个调谐范围内相对较高。在626纳米处，其光谱分辨率达到了0.1纳米。此外，通过光学模拟评估了光谱仪的调制传递函数（MTF）和点图性能，证明了其良好的成像质量。本文详细描述了光谱仪的设计方法和操作原理。所提出的系统能够在保持恒定光谱分辨率或恒定光通量的同时实现波长调谐。使用标准气体样品，在光纤增强型气体拉曼光谱实验中进一步验证了这种可调反射-折射光谱仪的性能，成功分辨出了CH4和C2H6的重叠拉曼峰，证实了其高光谱分辨率和高光通量。

摘要：高通量且紧凑的体积相位全息（VPH）光栅透射光谱仪广泛应用于科学研究、农业和工业领域。传统的透射光谱仪通常采用固定配置，因此在同时实现高光谱分辨率和宽波长覆盖范围方面存在局限性。为了解决透射光谱仪可调性不足的问题，本文提出了包含新型反射-折射光栅组件的透射光谱仪的理论分析和实验验证，该组件由透射型VPH光栅和平面反射镜组成。反射-折射系统结合了反射（catoptric）和折射（dioptric）元件。在所提出的配置中，VPH光栅和平面镜以固定的90°角排列，形成反射-折射色散模块。该组件的同步旋转实现了波长扫描。这种结构确保了沿成像透镜光轴的衍射光束在整个扫描范围内始终满足布拉格条件，从而保持了最大的衍射效率。本文从理论上推导了光谱仪的光学配置和结构参数，并制造了一个f数为1.8、使用2400 g/mm光栅的原型光谱仪。测量结果显示，当旋转角度从30.5°调整到50.5°时，可访问的光谱范围覆盖了410纳米至650纳米。使用钨卤素光源进行的光谱响应测量表明，整个调谐范围内光谱仪的衍射效率均保持在可接受的水平。在626纳米处，使用2400 g/mm光栅时，光谱分辨率为0.1纳米；使用1500 g/mm光栅时，光谱分辨率为0.18纳米。该光谱仪还应用于光纤增强型气体拉曼光谱分析，成功分辨出了使用传统紧凑型光谱仪难以区分的CH4和C2H6的紧密间隔的拉曼峰。这些结果表明，所提出的可调反射-折射光谱仪同时具备了出色的波长可调性和高光谱分辨率。

1. 引言
透射光谱仪广泛应用于科学研究、工业[1]和农业[2]领域。典型的透射光谱仪由准直透镜、光栅、成像透镜和阵列探测器组成。这种配置具有较大的数值孔径优势。与使用离轴反射光学的Czerny-Turner光谱仪相比，透射光谱仪利用折射光学系统，提供了更高的通量和更优质的成像效果。这些仪器在各种应用中至关重要，例如高光谱应用[3]，其中用于观察近红外波段下植被的叶绿素荧光；在激光诱导击穿光谱应用[4,5]中，通过脉冲高功率激光照射样品来分析材料的原子组成；在拉曼光谱应用[6]中，用于测量外行星的地质成分。在某些应用中，需要增加狭缝宽度以提高通量，但这不可避免地会导致分辨率下降。为缓解这一问题，常采用虚拟狭缝或编码孔径等技术[7]。在光谱仪设计中，光谱范围和分辨率之间存在权衡。因此，天文观测站使用的光谱仪通常通过同时旋转光栅和阵列探测器来实现波长调谐。然而，这种方法会导致结构变得复杂[8]。
在传统的LGL（透镜-光栅-透镜）光谱仪中，当需要更高光谱分辨率时，光谱范围会相应减小。此外，必须减小狭缝宽度或增加透镜的焦距，这会降低光谱仪的光通量。本研究提出了一种结合了可旋转反射-折射光栅模块的LGL光谱仪（以下简称可调反射-折射光谱仪），用于现场拉曼气体分析和拉曼微光谱学实验。反射-折射系统结合了反射（catoptric）和折射（dioptric）元件。这种可调反射-折射光谱仪有两个主要优点：首先，它作为可调光谱仪使用，例如其布拉格波长可以在410纳米至650纳米的范围内进行调谐；其次，该设计提高了光谱分辨率并实现了所需的光谱范围。光谱仪使用高槽密度的光栅，并在保持恒定通量的同时获取多个帧的光谱。旋转结构允许光谱仪改变其光谱范围，并能够使用单元素探测器进行波长扫描，而无需使用阵列探测器。本文描述了该光谱仪的理论设计和制造过程。此外，还制造了一个f数为1.8的原型光谱仪，适用于可见光谱范围内的高分辨率测量。

2. 可调反射-折射光谱仪的工作原理
如图1所示的光学布局所示，光谱仪的结构包括狭缝、准直透镜、反射平面镜、VPH光栅、成像透镜和阵列探测器。为了简化，选择了其平面表面具有垂直条纹的光栅。光栅平面与平面镜的交点位于成像透镜和准直透镜平行光轴之间的中线上。图1显示了可调反射-折射光谱仪的示意图。VPH光栅和垂直于光栅平面的平面镜构成了反射-折射光谱仪的色散模块，这是该光谱仪区别于其他VPH光栅LGL光谱仪的关键部分。
可调反射-折射光谱仪具有两个关键特性：不变的光轴位置和角度适应性。光谱仪结构的位置特性意味着，无论结构如何旋转，入射到VPH光栅的布拉格波长的辐射始终能够到达成像透镜的光轴；角度适应性意味着沿成像透镜光轴的衍射光束正是布拉格波长的衍射方向。光栅和镜子保持垂直，并围绕一个轴旋转。这个轴也是两个透镜光轴平行线上的中点。推导过程如下：图2展示了光栅模块中的几何关系，其中AN和BM分别是镜子和光栅平面的法线；CQ是平行于SA的对称轴，SA是准直透镜的轴或入射光束的中心线；AP和BQ是垂直于CQ的直线；α是入射光线SA与镜子之间的角度。由于光栅平面垂直于镜子，因此α=45°；因此，无论角度如何变化，α和β都是常数。图2示意性地展示了可调反射-折射光谱仪的结构原理。当α=45°时，光线SA与光栅法线之间的角度也为45°，这意味着BT将是布拉格波长的衍射光线。通过将旋转轴设置在这一点上，围绕该点旋转光栅模块会改变布拉格角度β，从而改变成像透镜后阵列探测器记录的光谱范围。
与Czerny-Turner光谱仪相比，反射-折射光谱仪有几个优势。反射-折射光谱仪使用透镜进行准直和成像，由于所有光线都接近傍轴，因此可以实现更大的数值孔径（NA较低，F数较低）。Czerny-Turner光谱仪的NA相对较小。从整体尺寸来看，反射-折射光谱仪也可以做得更加紧凑。与Czerny-Turner光谱仪中使用的反射光栅不同，VPH光栅具有高衍射效率、低杂散光、高可实现槽密度和大孔径，使其适用于天文光谱仪。
为了解决光谱范围和光谱分辨率之间的权衡，一些研究提出了旋转多结构光谱仪设计，如图3所示。在图3A的配置中[8]，收集透镜和探测器同时旋转。然而，这种方法的主要缺点是，沿成像透镜轴的光栅处的入射角和衍射角不满足布拉格条件，导致衍射效率降低。图3展示了两种可调光谱仪的旋转设计。（A）显示了第一种设计，其中相机系统是可旋转的；（B）显示了第二种设计，其中光栅和相机系统都是可旋转的。这种设计已应用于天文望远镜光谱仪中，以克服高分辨率观测时有限的光谱覆盖范围问题，需要同时旋转光栅和相机系统，每个组件以不同的角度旋转。如图3B所示[9]，这种设计有效，但会导致结构和机械复杂性的增加。相比之下，我们提出的设计从根本上不同于这两种方法。只有光栅-镜子组件被旋转，显著减少了运动部件的数量。此外，沿成像透镜轴的衍射光束在整个调谐过程中始终满足布拉格条件，从而保持了高衍射效率。这种设计保留了由透镜组和阵列探测器组成的固定相机系统的高分辨率优势，同时提供了更简单的机械结构和改进的衍射效率。

3. 可调反射-折射光谱仪的设计
3.1. 用于更高拉曼光谱分辨率的光谱仪设计
拉曼光谱是LGL光谱仪的一个重要应用方向。常用的拉曼位移范围为200–4000 cm?1。表1列出了使用2400 g/mm光栅的可调反射-折射光谱仪和使用1800 g/mm光栅的传统拉曼光谱仪的设计参数。高密度光栅使得可调反射-折射光谱仪获得了更高的分辨率。为了覆盖完整的拉曼位移范围，反射-折射光栅模块被设置在两个不同的角度位置。反射-折射光栅模块的镜子应能适应较大的入射角范围和538–676纳米的波长范围。此外，两个透镜也应适合这一波长范围，这可以通过相机透镜轻松实现。传统拉曼光谱仪的光栅入射角可以通过中心波长的布拉格条件计算得出，即θ=33°。准直透镜的NA为0.25，焦距为50毫米。成像透镜的焦距可以根据探测器图像大小与每个波长的衍射角之间的关系计算得出。
(1) Δx = λ / d × tan(θ)
(2) w = λ / d × sin(θ)
其中Δx是沿色散方向的图像宽度（毫米）。Δx略小于CCD的照明长度，以留出余量。d是光栅间距，θ是布拉格角，λ是波长，Δx和Δy是衍射角的余量。在538纳米处的衍射角为25.1°，在676纳米处的衍射角为42.2°，因此成像透镜所需的视场角为42.2° – 25.1° = 17.1°。成像镜头的直径为43.9毫米，焦距为f2 = 85毫米，为探测器留出了一定的余量。表1列出了反射式和传统光谱仪的参数。当狭缝宽度为10微米时，光谱分辨率由像素宽度决定。计算得到的分辨率为6厘米^-1。可调反射式光谱仪的设计如下：如果所需的拉曼位移范围可以在几帧内获得，可以使用具有更高沟槽密度的光栅。如果选择1800线/毫米的光栅，整个拉曼位移范围可以在1帧内覆盖。如果用2400线/毫米的光栅替换原有光栅，同时保持其他硬件不变，同样的光谱范围可以用2帧记录下来。在帧A中，光谱范围为200–2800厘米^-1，对应538–625纳米；中心波长581纳米时的衍射角为44.2°，此时拉曼分辨率提高到4.2厘米^-1。在帧B中，光谱范围为2100–4000厘米^-1，覆盖599纳米至676纳米的波长范围；中心波长638纳米时的衍射角为50°，拉曼分辨率提高到3.1厘米^-1；在605纳米时，分辨率为3.4厘米^-1。如果使用1800线/毫米的光栅一次性获得所需的拉曼位移范围，光谱分辨率为6厘米^-1；使用更高沟槽密度的光栅并将光谱范围分成两帧时，分辨率可提高到3.4厘米^-1。如图4所示，由于调谐，光栅的衍射效率没有显著下降。使用1800线/毫米的光栅时，其衍射效率在峰值处可接近90%。图4显示了2400线/毫米光栅的模拟衍射效率曲线：(A)帧A，(B)帧B。红色、蓝色和绿色曲线分别对应s偏振、p偏振和平均值。(C)显示了1800线/毫米光栅的效率曲线[10]。与可调反射式光谱仪相比，LGL光谱仪的数值孔径（NA）要大得多，其灵敏度可以达到反射式光谱仪的数倍。尽管VPH光栅的衍射效率会降低，但由于VPH光栅本身具有较高的透射率，可调LGL光谱仪仍能保持高灵敏度。此外，增加光谱仪的焦距也可以提高其光谱分辨率。当焦距增加时，分辨率会提高；然而，假设镜头的物理孔径不变，收集的数值孔径会变小，从而降低光谱仪的通量。在检测弱光源时需要高通量的光谱仪，因此不建议增加焦距的方法。3.2. 不同激发波长的可调拉曼光谱仪的光谱分辨率可调反射式光谱仪可用于多种激发波长的拉曼光谱学，例如410纳米、450纳米和532纳米。相应的检测波长范围分别为410–465纳米、456–526纳米和540–641纳米。通过旋转光谱仪的光栅，中心波长可以调至440纳米、470纳米、490纳米、560纳米和620纳米。基于两像素标准计算了整个光谱范围内的光谱分辨率，相应的曲线如图5所示。两像素分辨率应被视为保证的最小值。在实验中，使用20微米像素大小的CCD，光谱轮廓通常可以用大约1.5个像素的宽度来拟合。当光斑直径略小于两像素宽度时，采用两像素标准是合理的，并且符合奈奎斯特采样准则。相反，当光斑直径跨越多个像素时，用半高宽（FWHM）来定义分辨率更为合适。图5显示了中心波长分别设置在440纳米、470纳米、490纳米、560纳米和620纳米时，整个光谱范围内的光谱分辨率。3.3. 光谱仪的仿真设计了一个用于可见光谱范围内的可调反射式光谱仪原型，其中使用了市售的镜头。如图6所示，通过仿真对其成像性能进行了表征，假设输入辐射的数值孔径（NA）为0.22。在430–500纳米范围内，RMS光斑尺寸小于10微米，小于探测器的20微米像素尺寸。同样，在530–590纳米范围内，RMS光斑尺寸也在11微米以内。如图7所示，探测器的奈奎斯特频率为lp/mm。在这两个光谱范围内，所有波长的调制传递函数（MTF）值均超过0.6。这些结果表明有效的像差校正和高质量的成像。然而，在590–670纳米范围内，仿真成像性能不佳，表明镜头设计需要进一步优化[11,12]。本研究中使用的镜头是带有内置像差校正功能的商用摄影镜头。实际上，它们的成像性能相当好，拉曼光谱仪可以在540–670纳米范围内实现设计的光谱分辨率。如果需要进一步优化，可以调整镜头与CCD之间的距离。图6显示了430纳米、470纳米和500纳米时的光斑图[(a.1–a.3)]以及530纳米、560纳米和590纳米时的单独测试结果[(b.1–b.3)]。图7显示了430纳米、470纳米和500纳米时的MTF曲线[(a.1–a.3)]以及530纳米、560纳米和590纳米时的单独测试结果[(b.1–b.3)]。公差误差可能导致光束与聚焦镜头的光轴不对齐，从而降低光学通量和成像质量。不过，使用的聚焦镜头是焦距为85毫米、f数为1.4的镜头，具有非常大的孔径。此外，准直镜头和聚焦镜头都是可调焦的，有助于补偿由公差引起的不对齐。4. 可调反射式光谱仪的实验测试4.1. 光谱分辨率构建了一个光谱仪的实验原型。准直镜头的焦距为50毫米，f数为1.8；成像镜头的焦距为85毫米，f数为1.4，狭缝宽度为10微米。光谱仪的光谱分辨率通过实验进行了验证。CCD探测器的格式为2048 × 64像素，像素宽度为14微米。实验中首先在光谱仪中安装了1500线/毫米的光栅，并对其光谱分辨率进行了评估。然后更换为2400线/毫米的光栅，再次测量分辨率。中心波长设定为626纳米，使用Ne光谱校准灯（6032，Oriel Instruments，Stratford，CT，美国）进行测量。实验前进行了计算，结果显示光谱分辨率由像素宽度决定。以两像素宽度对应的分辨率作为光谱分辨率。使用1500线/毫米的光栅时，计算出的分辨率为0.19纳米（4.9厘米^-1），而实验结果为0.18纳米（图8b）。使用2400线/毫米的光栅时，计算出的分辨率为0.096纳米（2.3厘米^-1），测量结果为0.1纳米（图8d）。图8中的测量线宽小于计算值，这可能是由于光子在两个像素上的分布不均匀所致。还必须考虑衍射和像差的影响。计算表明衍射的影响可以忽略不计。实验观察证实，像差的存在并不妨碍光谱仪达到设计分辨率。这些结果表明，在不改变其他条件的情况下，更换光栅可以提高光谱分辨率，从而验证了可调反射式光谱仪的分辨率增强能力。在长焦距光谱仪中更换光栅是常见的做法；然而，在大数值孔径的光谱仪中，还需要考虑像差和其他因素。因此，这个实验提供了有意义的验证。图8显示了1500线/毫米和2400线/毫米光栅在中心波长处的光谱及相应的FWHM。(a) 1500线/毫米光栅的完整光谱范围；(b) 对应于(a)的626纳米处的放大视图；(c) 2400线/毫米光栅的完整光谱范围；(d) 对应于(c)的626纳米处的放大视图。4.2. 光谱仪调谐过程中的光谱响应在测试光谱响应（辐射响应）时，使用了沟槽密度为2400线/毫米的光栅和格式为1340 × 100像素、像素宽度为20微米的CCD探测器。所使用的光栅是为466纳米的布拉格波长优化的现有组件，并非为此次实验专门设计的。光谱仪被调谐至50.5°、48.5°、46.5°、44.5°、42.5°、40.5°、38.5°、36.5°、34.5°、32.5°和30.5°，并在每个设置下测量了光谱，对应的总波长范围为380–670纳米。首先使用Ne灯进行光谱校准。然后使用钨卤素光源研究光谱仪的辐射响应。钨卤素光源（DH2000，Ocean Optics，Dunedin，FL，美国）被耦合到光纤中，光纤连接到可调反射式光谱仪上。测量透射强度光谱后，将其除以辐射校准数据，得到响应曲线。当激发波长为410纳米、450纳米和532纳米时，相应的检测波长范围分别为410–465纳米、456–526纳米和540–641纳米。在30.5°、34.5°、36.5°、42.5°和48.5°的旋转角度下的衍射响应如图9所示。图9显示了在30.5°、34.5°、36.5°、42.5°和48.5°角度下的模拟光栅衍射效率曲线和测量得到的光谱仪效率曲线，分别对应于图(a.1–e.2)。红色、蓝色和绿色曲线分别对应s偏振、p偏振和平均值。一些测量得到的响应曲线与预测的理论曲线有所不同。在图9(a.2,d.2–e.2)中，透射效率曲线呈现单调增加或减少，没有峰值。实验结果与布拉格条件下的预测结果不符。这种差异可能是由于光栅的抗反射涂层不符合宽带和宽角度性能的要求。不匹配的抗反射涂层可能导致其设计范围外的波长反射增加。在本研究中，使用了600微米的多模光纤（Ocean Optics，Dunedin，FL，美国）和10微米的狭缝。这种光纤不会影响光的偏振状态，因此不会影响光栅的偏振依赖性衍射效率。然而，关于VPH的角度性能，Samuel Barde及其同事研究了旋转光谱仪，表明光栅可以在相当大的入射角度范围内工作[13]。当测量到的光谱范围位于抗反射涂层的范围内时，如图9(b.2–c.2)所示，实验结果与仿真结果一致。如图9(a.2)所示，420纳米以下的波长处透射率急剧下降。这是由于使用了带通滤光片，其通带为400–700纳米。使用滤光片的目的是抑制目标波长范围外的光干扰。光栅性能使用Kogelnik的耦合波理论进行了仿真，其中考虑了2400线/毫米的沟槽密度、0.101的折射率调制和2.45微米的光栅厚度。如图9(b.1,b.2)所示，设计的中心波长为466纳米。图9(d.1–e.2)显示了s偏振光和p偏振光的衍射效率之间的显著差异。在传统的VPH光栅中，当入射角（AOI）和衍射角（AOD）超过36°时，p偏振光会显著衰减。为了解决这个问题，可以使用Dickson光栅，通过优化光栅厚度和折射率调制来实现s偏振和p偏振的高衍射效率。或者，也可以使用HD光栅，它以其宽的光谱带宽而闻名[14]。某些VPH光栅在通过旋转调节波长时仍能保持高衍射效率。这种光栅可以在400–700纳米的范围内连续调节，保持超过80%的峰值透射效率，并且p偏振光和s偏振光的衍射效率之间的差异很小。虽然这种可调性适用于1200 g/mm的光栅，但还需要进一步研究来设计具有更高沟密度的可调光栅[15,16]。实验结果表明，该光谱仪在410–650纳米范围内表现出良好的光谱响应，证明这种旋转光谱仪可以作为拉曼光谱仪使用，激发波长分别为410纳米、450纳米和532纳米。

4.3 光谱仪调谐能力的验证
在实验中，可调的反射-折射光谱仪被调谐到不同的中心波长。根据我们的设计，波长与角度之间的关系应满足布拉格条件。实验结果如图10所示。如图10所示，沿光谱仪光轴测量的波长与计算值一致：
(3)
其中θ是布拉格角（也是入射到VPH光栅的角度），d是光栅的间距。拟合结果与数据非常吻合，表明该模型很好地描述了波长与角度之间的关系。残差随机分布在零附近，没有明显的系统趋势，表明误差很小，整体拟合是可靠的。

随着角度的变化，检测到的光谱中心会移动，光谱范围也会相应改变。根据方程(2)和光栅方程计算出的光谱范围变化，假设干涉级数为1，并且探测器图像宽度为XX毫米，如图11所示。当调谐角度（也是入射角或布拉格角）为30.5°时，光谱范围为380–465纳米，带宽为85纳米；当调谐角度为50.5°时，光谱范围为610–674纳米，带宽为64纳米，这与图11的计算结果一致。图10和图11展示了光谱仪的调谐能力。

此外，随着光栅组件的旋转，光束在反射镜和光栅上的位置也会发生变化。光斑在反射镜上移动22毫米，在光栅上移动13毫米，因此需要增加反射镜和光栅的表面积。反射镜的最小宽度是光斑位移和入射孔径投影宽度之和。同样的原则也适用于光栅。

同时，在设计光谱仪的光谱范围时必须考虑透镜的渐晕效应。我们的钨卤素光源测量结果显示，在效率曲线的边缘附近效率有明显的下降，这是由透镜渐晕引起的。因此，需要进行光学模拟来进行光线追踪，以确定是否有光线被透镜阻挡，未受渐晕影响的区域可以定义为可用的光谱范围。

对旋转结构进行了误差分析。根据计算，当角度误差为30″时，相应的波长偏差为0.1纳米，这对旋转精度提出了严格要求。通过使用具有足够旋转精度的伺服电机可以满足这一要求。

5. 应用
使用可调的反射-折射光谱仪进行了拉曼光谱实验。光谱仪的配置与第3.3节中描述的相同。如图12所示，实验装置包括一个光纤增强的气体拉曼检测系统。使用了一个100 mW的连续波532纳米激光来激发标准气体混合物的拉曼散射，积分时间为200秒。标准气体中含有10 ppm的CO2、CH4、C2H2、C2H4、C2H6和H2，压力保持在3巴。实验分别使用两种不同的光谱仪配置进行。第一种配置使用了2400 g/mm的衍射光栅，提供3.4 cm?1的光谱分辨率；第二种配置使用了1800 g/mm的光栅，分辨率为6 cm?1。

图12. 光纤增强气体拉曼实验装置的示意图。结果如图13A和B所示。在图13A中，使用高分辨率光谱仪获得的CH4在2917 cm?1和C2H6在2900 cm?1（接近3000 cm?1处）的拉曼特征峰清晰可见。相比之下，如图13B所示，使用低分辨率配置测量时，这两个峰出现了明显的光谱重叠。尽管可以使用峰拟合算法来减轻峰的重叠，但使用更高光谱分辨率的数据可以获得更快、更准确的峰区分。这些结果表明，使用高分辨率光谱仪可以有效减少气体样品中3000 cm?1附近烷烃拉曼峰之间的光谱重叠。此外，通过调整光谱仪的检测范围，还可以获得覆盖200至2800 cm?1范围的光谱。

6. 总结
可调的反射-折射光谱仪非常受欢迎，因为它们结合了高通量和宽光谱范围。本研究提出了一种可调反射-折射光谱仪的设计方法，并展示了其位置特性和角度不变性。实验表明，该光谱仪在保持可调性的同时实现了增强的光谱分辨率。在宽波长范围内保持了高的光谱效率。在波长调谐过程中，测量的中心波长与理论预测非常吻合。在626纳米处，光谱分辨率可以达到0.1纳米。在模拟的成像性能中，430–590纳米范围内的MTF（调制传递函数）保持在0.6以上。在拉曼实验中，可调反射-折射光谱仪能够分辨出使用传统紧凑型光谱仪难以区分的CH4和C2H6的重叠拉曼峰。因此，这种光谱仪同时具备可调性和增强的光谱分辨率的双重优势。未来的工作将集中在进一步的系统验证，以及对可调光栅和成像质量的持续研究上。