摘要：星载扫描层析临边成像光谱仪已成为空间大气遥感领域的迫切需求,根据临边宽水平覆盖轻小型星载扫描层析临边成像光谱仪的研究目标,采用一维扫描镜、离轴抛物面望远系统和非球面光栅光谱成像系统匹配,设计了一个视场0.75°×0.017°、相对孔径1/1.8、工作波段280～800 nm的星载扫描层析临边成像光谱仪光学系统,利用光学设计软件CODE V进行了光线追迹和优化设计,光谱成像系统不同波长的点列图直径的均方根（RMS）值均小于34 mm,光谱分辨率0.84 nm,满足的指标要求（≤1.2 nm）,扫描层析临边成像光谱仪全系统在空间方向各波长在特征频率处的光学传递函数均达到0.57以上,能够满足成像质量要求,适合空间大气遥感应用。

摘要：星载宽波段临边臭氧廓线探测仪是一种新型空间光学遥感器,根据宽波段、大动态范围、小型化的要求,提出了利用随波段衰减滤光片调节入射信号的强度,实现宽波段大动态范围临边成像光谱同时探测的新方法。采用离轴抛物面望远镜和离轴非球面光谱成像系统,设计了一个棱镜色散型宽波段临边臭氧廓线探测仪光学系统,工作波段290~1000 nm、视场1.4°×0.032°、焦距80 mm,相对孔径1/6。利用光学设计软件ZEMAX-EE进行了优化设计和性能评价,结果表明,成像点弥散斑半径的均方根值最大为6.2 mm,小于探测器像元尺寸的1/2,在290 nm处,光谱分辨率0.9 nm,在1000 nm处,光谱分辨率22 nm,均满足设计指标要求。临边臭氧廓线探测仪全系统不同波长的光学传递函数在特征频率7.4 lp/mm处大于0.82,设计结果满足成像质量要求,且具有体积小、质量轻的特点,适合空间遥感应用。

摘要：星载多模式差分吸收高光谱成像仪是一种新型空间大气探测仪器,要求同时具有天底、临边和掩日等多模式探测功能,主要用于二氧化硫、二氧化氮等大气痕量气体探测。提出了利用两个扫描镜切换不同探测模式、利用双光谱仪减小系统的光谱杂光,利用分色片将工作波段分成3个通道实现多模式高光谱分辨率探测的新方法,设计了一个多模式差分吸收高光谱成像仪光学系统,瞬时视场为1.8°×0.04°,系统F数为2,工作波段为250～500nm,分成250～310nm、300～410nm和400～500nm 3个通道。利用ZEMAX-EE软件进行优化设计和分析,其中250～310nm通道,光谱分辨率为0.12nm,满足光谱分辨率不大于0.4nm的指标要求;300～410nm和400～500nm通道,光谱分辨率分别为0.25nm和0.23nm,满足光谱分辨率不大于0.6nm的指标要求。多模式差分吸收高光谱成像仪在空间维方向的调制传递函数（MTF）在特征频率0.25lp/mm处达到0.98以上,能够满足空间多模式差分吸收高光谱大气探测的要求。

摘要：多模式高光谱成像仪已成为空间大气遥感领域的迫切需求,根据多模式空间大气遥感的研究目标,采用扫描系统、离轴抛物面望远系统和双光谱仪级联色散光谱成像系统匹配的结构型式,设计了一个瞬时视场1.8°×0.045°、相对孔径1/2、工作波段250～500nm的星载天底-临边多模式高光谱成像仪光学系统,分成250～330nm和320～500nm两个波段同时探测,利用光学设计软件ZEMAX-EE中进行了光线追迹和优化设计,色散方向不同波长的点列图半径的均方根（RMS）值均小于9.5μm,在250～330nm波段,光谱分辨率为0.17nm,在320～500nm波段,光谱分辨率为0.37nm,均满足小于等于0.6nm的指标要求,高光谱成像仪全系统在空间方向各波长在特征频率处的光学传递函数均达到0.9以上,完全满足成像质量要求,适合空间大气遥感应用。

摘要：大口径星敏感器已成为卫星导航领域的迫切需求，根据大口径和轻量化的研究目标，采用R-C系统和球面补偿透镜组相结合的结构型式，设计了一个视场1．8°、焦距719mm，人瞳直径164mm，工作波段0．45～0．9μm的折反式大口径星敏感器光学系统，采用像方远心设计，降低了像面离焦对能量质心位置计算的影响，同时提高了像面照度均匀性。根据像差理论计算初始结构参数，利用光学设计软件CODEV进行了光线追迹和优化设计，设计结果表明，光学系统遮拦比0．317，光学传递函数在特征频率26lp／mm处，大于0．81，成像点80％的能量集中在3×3像元内，垂轴色差小于2μm，最大质心偏差小于2μm。采用内遮光罩、外遮光罩、次镜遮光罩和挡光环等消杂光设计来降低杂散光水平，利用Tracepro软件对光机系统的杂散光进行了仿真分析，分析结果表明，在离轴角6°～90°范围内，点源透射比在10-7～10-4量级，满足应用要求。

摘要：宽视场大相对孔径航空高光谱成像仪已成为航空海洋水色遥感等领域的迫切需求,根据宽视场和大相对孔径的研究目标,采用离轴两镜消像散望远镜和改进型Offner光谱仪匹配的结构型式,设计了一个视场40°、相对孔径1/2.2、工作波段0.4～1.0μm的航空高光谱成像仪光学系统,在传统Offner光谱仪中插入同心弯月透镜来提高Offner光谱仪的相对孔径和成像质量.运用光学设计软件ZEMAX对高光谱成像仪光学系统进行了光线追迹和优化设计,并对设计结构进行了分析.结果表明：光学系统各个波长的光学传递函数在奈奎斯特频率28lp/mm处均达到0.67以上,谱线弯曲和谱带弯曲均小于6.5%像元,便于光谱和辐射定标,完全满足设计指标要求,且体积小、重量轻,适合航空遥感应用.

摘要：星载紫外全景探测仪已成为空间大气遥感领域的迫切需求，根据天底和临边同时探测的研究目标，提出了一种天底视场和临边视场共像面的全新紫外全景探测仪光学系统结构，设计了一个中心波长360hm、带宽20hm、中心视场10°、环形视场360°×（70．31°～72．71°）、焦距5mm、相对孔径1／3．3的全景探测仪光学系统．利用光学系统的畸变增加边缘视场的能量，同时利用光阑像差产生的有效像差渐晕来提高边缘视场的像面照度，边缘视场的相对照度达到98％以上．将天底视场光路和临边视场光路建立多重结构，利用ZEMXA-EE软件的多重结构优化功能同时优化设计天底视场光路和临边视场光路，设计结果表明，天底和临边视场的光学传递函数均大于0．6@38．5lp／mm，满足设计指标要求，且体积和质量小，适合空间应用．

摘要：为了满足高分辨率大相对孔径宽波段高光谱成像仪的要求,提出并设计了一种基于双Schwarzschild结构的平面光栅光谱仪.基于几何像差理论,推导出了像散校正条件,利用Matlab软件编制了初始结构参数快速计算程序.作为实例,设计了一个相对子径为1/2.5,波段为350～1 000 nm的平面光栅光谱仪光学系统.利用自己编制的Matlab程序计算了初始结构参数,然后利用光学设计软件ZEMAX-EE对该光谱仪的光学系统进行了光线追迹和优化设计,并对设计结果进行分析.结果表明,在整个工作波段（350～1 000 nm）内,点列图半径均方根值小于8.2 m,实现了大相对孔径宽波段像散同时校正,在宽波段内同时获得了良好的成像质量,满足了设计指标要求.所提出的基于双Schwarzschild结构的平面光栅光谱仪在高光谱遥感领域很有应用前景.