用于大气临边探测的高光谱成像仪是一种探测大气痕量气体的新型空间光学遥感仪器。分析了利用高光谱成像仪进行大气临边探测的原理,设计并研制了一台紫外/可见高光谱成像仪原理样机,该样机光学系统由前置望远系统和改进的Czerny-Turner光谱成像系统组成,工作谱段为280～390 nm和560～780 nm,通过转轮切换紫外、可见滤光片分别探测这2个波段。高光谱成像仪原理样机质量为15 kg,体积500 mm×350 mm×200 mm。对该样机的性能进行了检测并测量了低压汞灯的光谱。性能检测结果表明,空间分辨力为0.44 mrad,光谱分辨力为1.3 nm,均满足设计指标要求。该样机结构紧凑、质量小,在空间大气痕量气体探测领域有广泛的应用前景。

提出一种光谱分析仪光学系统的优化设计方法.该方法以光线光学为依据,在光源和光瞳上以高密度取样,将追迹实际取样光线得到的点列图作为评价依据,根据光谱分析系统的评价指标,将整个系统以单色器入口为分界点分为两个子系统,分别对其进行优化设计,研制了对结果的后处理模块,并将其集成到光学设计软件中去.给出了一个原子吸收分光光度计光学系统实例,使用波段为190～860nm.设计结果和样品实验表明,该系统达到0.3nm的光谱分辨力要求.

根据菲涅耳衍射理论,采用微光学元件制作技术,通过三次套刻制作出八位相台阶的二元离轴菲涅耳透镜.这种微型光学元件同时具有色散分光和聚焦功能,用来作为分光元件时,具有较高的光谱分辨本领和衍射效率.实验测出其衍射效率大于68%.