进行大气科学研究的傅里叶变换光谱仪，必须具备高分辨率、高准确度的精细光谱才能对温度、压力和浓度等物理量进行反演。干涉仪中光线的离轴效应使仪器光谱函数发生变化。采用直接计算干涉调制函数的方法，研究了面阵探测器各个探测元离轴位置对光谱函数形状的影响；针对干涉仪使用的16×4元面阵探测器，模拟探测元不同位置的光谱函数参量的特性。结果将在仪器光谱定标中得到应用。

简要论述了傅里叶变换光谱仪的测量原理,详细说明了几种产生干涉信号畸变的原因,分析了它们在干涉图上的具体表现,并在计算机上仿真得到相应的畸变干涉信号.另一方面,利用一台自行研制的环境适应性相当好的傅里叶变换光谱仪,观察到了与前面所论述的畸变相接近的干涉图,从而验证了分析结论的正确性.由此可见,自行研制的傅里叶变换光谱仪尽管方案正确、性能优越,但还需要在许多方面作相应的改进.

为使干涉仪能在低温下正常可靠的工作，从低温下波面畸变、动镜倾斜及分柬器的性能变化几个方面讨论了低温对干涉调制度的影响．介绍了减小低温对干涉调制度影响的措施，为确定傅里叶光谱仪干涉系统光学机械零件的材料、加工准确度、装夹方式、装调要求以及干涉仪的动态控制准确度等提供了参考依据．

提出通过光瞳和视场离轴，实现无中心遮拦的离轴反射式光学系统设计方法．在同轴三反射光学系统基础上，将光瞳和视场适当离轴，实现镜间遮拦的消除。分主镜或次镜为系统孔径光阑两种情况，导出同轴三反射光学系统初级像差公式和初始结构参数计算公式。由三反射系统成像性质，进一步总结无焦光路条件。根据设计理论计算离轴三反射系统初始结构，利用Zemax优化得到无中心遮拦的离轴三反射空间观测望远镜。入瞳320mm，视场（±0．3°）×（±0．6°），焦距1800mm。

为了大气垂直探测仪能够进行精确的光谱测量，对其进行光谱定标。大气垂直探测仪使用面阵探测器，由于离轴像元接收的光线不平行于光轴，使仪器函数发生变化。本文针对大气垂直探测仪使用的16×4元面阵探测器理论分析给出仪器函数，讨论其对光谱定标的影响，并将利用理论分析结果及利用气体吸法测得的光谱，对大气垂直探测仪进行了光谱标定，光谱定标精度达10^-5。采用面阵探测器的干涉仪，边缘视场像元所测光谱会向低频漂移，因此必需研究干涉仪的仪器函数，从而消除光谱漂移对边缘视场光谱定标的影响。