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针对现有的棱镜-光栅的组合设计存在结构复杂、调试困难的问题,建立了三棱镜-光栅组合色散的数学模型,提出了仅需改变三棱镜、光栅的空间相对位置来提高光谱色散线性度的双目标优化方法,获得了线性度良好的棱镜-光栅组合结构参数.采用光学标准件对模型的正确性进行仿真和实验验证.仿真结果表明:在400～1000 nm波段,系统具有长为15 cm、光谱线性度良好、结构简单的特点.实验结果表明,在420～780 nm波段,整体分辨率优于2 nm,进一步证明了该方法的有效性.本研究为棱镜-光栅组合设计提供了一种灵活、简单的结构设计方法.