本文介绍了一种基于光反射法测量水溶液中固形物含量的新方法.当选用CCD作为光敏器件时,对CCD感光面上反射光强分布有着严格的要求,本文给出反射光强分布与光路各元件的关系,计算和分析结果表明采用反射法是适宜的.

光栅作为小型光谱仪器分光系统的核心,采用不同种类的光栅制作分光仪器时其结构形式也不尽相同。文中为设计一个工作波段在340～800nm,分辨率优于15nm,谱面长度28.71mm的比色仪光学系统,通过对比常见光谱仪结构的优缺点,选择平场凹面光栅作为最终的结构形式,采用长波通滤光片实现对二级光谱重叠的消除,并对比色仪光源系统进行设计,平场凹面光栅光学系统分辨率优于10nm,全系统大小约为190mm×15mm×60mm的光学装置,平场凹面光栅采用市场现有的光栅。不仅满足设计要求,而且元件较少,有利于装调和批量化生产。

超光谱成像仪是“图谱合一”的光学遥感器，其指向反射镜位于超光谱成像仪最前端，尺寸大，热流复杂，容易受到热影响。指向反射镜的热光学特性反映指向反射镜的热适应性和热尺寸稳定性，是结构设计人员以及热设计人员关注的重要性能。分析了指向反射镜的工作环境，论述了指向反射镜热光学特性研究内容及技术路线。针对实例，利用有限元方法和理论公式进行了热光学分析，比较了两种描述指向反射镜热光学特性的方法。结果表明，对于指向反射镜，与基于温差的描述相比，基于热功率的描述更加真实的反映指向镜的热适应性和热尺寸稳定性。

分析了星载成像光谱仪杂散光的来源和危害，研究了杂散光对此类光谱仪光谱测量精度的影响。介绍了用点扩散函数描述成像光谱仪杂散光的原理，推导了杂散光影响矩阵和杂散光修正矩阵的求解，给出了杂散光测量和修正的具体方案，并对测量和修正精度进行了分析。实验表明，基于点扩散函数的矩阵法可实现成像光谱仪杂散光的测量和修正。像元中心波长入射时，修正后有效信号降低不足1％，杂散光信号降低至少99％；像元中心波长和非像元中心波长同时入射时，修正后像元中心波长处有效信号降低7％左右，非像元中心波长处有效信号降低25％左右，杂散光信号降低近50％。最后，从原理上解释了杂散光修正效果受入射光波长影响的原因。

星载成像光谱仪用于获得高准确度的光谱遥感数据,而杂散光是影响其光谱测量准确度的重要因素之一.介绍了此类成像光谱仪杂散光的定义、来源和危害,在比较截止滤光片法、光谱法、谱杂散光系数法等光谱仪器常用杂散光测量方法优缺点的基础上,论述了使用杂散光影响因子描述光谱仪杂散光的可行性和优越性.最后,介绍了使用窄带滤光片测量星载成像光谱仪杂散光影响因子的测量系统组成、测量步骤和测量结果,并分析了测量方法的不确定度.结果表明：杂散光影响因子能有效描述光谱仪的杂散光特性,测量结果与光源、探测器等测量条件无关;窄带滤光片法测量不确定度为0.646%（置信概率约为95%）,能满足星载成像光谱仪杂散光测量的工程需要.

为了实现对物体表面颜色的精确测量,介绍了一种基于分光光度法的颜色检测仪器的电路设计。该系统以LPC2478芯片为核心,首先控制脉冲氙灯曝光,实现对被测物体的照明,然后利用S4114-46Q光电二极管阵列对由光学系统分光产生的物体光谱信号进行分时采集,最后通过A/D转换和数据处理得到物体颜色信息,并将检测结果通过LCD显示输出。结果表明,系统功率低于5 W,单次测量时间为2 s,两次测量间隔为3 s;该设计具有测量时间短、体积小、功耗低等优点,适合应用于印染、纺织等需要现场测量的领域。

分析了星载成像光谱仪杂散光的来源和危害，研究了杂散光对此类光谱仪光谱测量精度的影响。介绍了用点扩散函数描述成像光谱仪杂散光的原理，推导了杂散光影响矩阵和杂散光修正矩阵的求解，给出了杂散光测量和修正的具体方案，并对测量和修正精度进行了分析。实验表明，基于点扩散函数的矩阵法可实现成像光谱仪杂散光的测量和修正。像元中心波长入射时，修正后有效信号降低不足1％，杂散光信号降低至少99％；像元中心波长和非像元中心波长同时入射时，修正后像元中心波长处有效信号降低7％左右，非像元中心波长处有效信号降低25％左右，杂散光信号降低近50％。最后，从原理上解释了杂散光修正效果受入射光波长影响的原因。

为了改善空间成像光谱仪主体支撑方式对系统光机结构稳定性的影响,分析了成像光谱仪对主体支撑结构的要求,介绍了常用空间光学遥感仪器的支撑方式。在传统支耳支撑方式不能满足离轴非球面三反射镜（TMA）系统热稳定性的情况下,提出了一种新的双耦合的支撑方案并对其进行了理论分析。优化设计过程中,采用有限元分析软件MSC.PATRAN对其三维样机进行工程分析,结果显示,在正弦振动载荷作用下,主体一阶频率为95 Hz;在10℃均匀温降与自重耦合作用下,各反射镜的镜面变形RMS最大值为12 nm、PV最大值为60 nm,主镜绕Z轴的转角由原来的55″降低为12″,热真空环境下整机成像试验获得的光谱数据验证了工程分析的正确性,表明双耦合的支撑方案能满足整机刚度和光机系统对热稳定性的要求。

扫描镜的运动准确度直接影响成像光谱仪对地运动补偿效果,为此研制了一套扫描镜运动准确度测试设备对其进行测量.首先分析了扫描镜的运动补偿原理,从理论上给出了运动补偿曲线；随后以15m地面像元分辨率和系统调制传递函数下降2％作为依据分别确定了扫描镜的位置和速度准确度要求,列出了扫描镜运动补偿倍数与相对转速误差的关系.基于检定设备1/3法则提出了扫描镜运动准确度测试设备技术指标要求,接着以0.8”绝对式光电编码器为核心建立了一套扫描镜运动准确度测试装置,并从测试方法误差和编码器测角误差两方面对测试装置测角和测速准确度进行了详细分析；最后采用研制的测试装置对扫描镜的运动准确度进行了测量试验.试验结果表明扫描镜位置准确度优于3''±1.2'',4倍补偿时速度准确度为5.6％±1.29％,6倍补偿时速度准确度为3.85％±1.29...

介绍了在狭缝超光谱成像仪中的重要作用。推导出在温度水平变化时,狭缝宽度尺寸的变化对超光谱成像仪光谱带宽与信噪比的影响,得到了超光谱成像仪狭缝的热光谱特性。比较了两类常见狭缝的热光谱特性,得出热特征尺寸与其导热率乘积越小的狭缝热光谱特性也越好的结论。