介绍了超光谱成像仪红外系统的应用价值,总结了红外系统在光学元件、焦平面器件、光机结构等不同部分的热控需求.通过主动热控与被动热控的比较,阐述了超光谱成像仪红外系统热控策略,并且归纳了适合其要求的热控技术.其中针对红外系统焦平面热控,对辐射制冷和机械制冷进行了比较,并简要介绍了斯特林制冷机.最后总结了目前超光谱成像仪红外系统热控的关键问题.

为了提高高速CMOS图像传感器的成像质量，降低图像传感器暗电流和随机噪声，介绍了采用半导体制冷方法设计的高帧频CMOS数字摄像机成像系统，并针对该相机系统设计出结构一体化的多级半导体制冷器，实现了制冷量可控。实验结果表明，图像传感器制冷后的温度与环境温度的温差最大可达40℃；通过降低传感器温度很大程度上减少了暗电流固定模式噪声和瞬态随机噪声；此外，在摄像机内硬件实现了彩色滤波阵列转换和列向非均匀性校正，使输出图像信噪比提高了6dB。该相机系统具有集成度高，结构紧凑，高分辨率，高帧频，高信噪比，宽动态范同，成像质量好等特点。

针对结构非对称、载荷非对称以及约束非对称的空间光学遥感器进行了热设计，应用热分析软件对其进行了计算机仿真。分析了空间光学遥感器各个方向到达的平均外热流，并根据其工作模式与热控制要求，遵循“被动热控为主，主动热控为辅”的热控制策略，对空间光学遥感器进行了热设计。根据采用的热控措施，对热控系统进行了仿真分析，得到了满意的结果，验证了热设计的正确性。该研究方法对各类空间光学遥感器的热分析和热设计有一定的指导和借鉴作用。

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。

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。鉴于此,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地反映指向镜的热适应性和热尺寸稳定性。

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。