限于常规波长定标的局限性,构建了高分辨率紫外-可见成像光谱仪波长定标装置。该系统主要由具有高稳定性的300W氙灯系统、前置施瓦兹型聚光镜、高光谱分辨力的中阶梯光栅单色仪以及后置光学系统组成。利用ZEMAX光学设计软件,对该中阶梯光栅单色仪光学系统进行了优化设计。对设计结果进行了分析,设计结果表明,所设计的高分辨率紫外-可见成像光谱仪波长定标装置满足设计指标要求,扫描光谱范围270～500nm,光谱分辨力小于0.05nm,波长精度小于0.05nm。

限于常规汞灯谱线法波长定标的局限性，构建了紫外辐射计波长定标装置，研究了紫外辐射计波长定标的物理过程和测量链，并对紫外辐射计中臭氧十二个吸收波长进行了光谱定标，通过对定标影响量的分析和计算，得到定标影响量的测量不确定度和波长定标合成标准不确定度，其中波长定标合成标准不确定度为0．026mm，同时通过光学CAD分析和实验验证紫外辐射计的光谱带宽可以达到1.0nm。应用自行构建的紫外波长定标装置较好地完成了紫外辐射计臭氧吸收谱线的定标工作，满足了臭氧反演所需的波长精度要求和光谱带宽要求。

本文介绍了光谱式彩色密度计的原理及国内外研究现状,提出了光谱式密度计的设计结构原理.重点讲述用波长定标方法,这种定标方法利用汞灯和镉灯作为定标光源,先确定已知的主要光谱线的仪器函数,然后用统计的方法计算波长中心位置,最后根据已知光谱线的实验数据用最小二乘法拟合波长定标函数.并用Matlab进行了模拟.

为了减小波长漂移对光谱测量的影响,设计了一个简单的装置,并利用海洋光学公司的HG-1汞-氩光源对PC2000-PC/104光谱仪进行了波长定标.在测量了多条光谱线对应的CCD像元的序数之后,使用回归分析得到波长定标的系数,连同光谱仪出厂时的波长定标系数,计算出了两组定标系数在给定的一些谱线位置处的残差,并利用实验所得的系数对回归方程进行了拟合优度检验,结果表明波长定标模型是有效的.

对紫外臭氧垂直探测仪波长扫描机构中的凸轮廓线、摆杆长度和齿轮组传动等误差,及受温度因素对波长精度影响进行分析,得出理论波长精度为±0.035nm。地面采用C-T型1.5m单色仪和标准氘灯相结合的新方法,对大气臭氧吸收12条波长及160～400nm光谱进行波长定标,分析定标的不确定度为±0.026nm。通过在轨波长测试的结果表明：仪器的波长精度为±0.023nm,与理论分析值相符,验证了波长精度的理论分析、定标方法和不确定度计算的正确性。