限于常规波长定标的局限性,构建了高分辨率紫外-可见成像光谱仪波长定标装置。该系统主要由具有高稳定性的300W氙灯系统、前置施瓦兹型聚光镜、高光谱分辨力的中阶梯光栅单色仪以及后置光学系统组成。利用ZEMAX光学设计软件,对该中阶梯光栅单色仪光学系统进行了优化设计。对设计结果进行了分析,设计结果表明,所设计的高分辨率紫外-可见成像光谱仪波长定标装置满足设计指标要求,扫描光谱范围270～500nm,光谱分辨力小于0.05nm,波长精度小于0.05nm。

限于常规汞灯谱线法波长定标的局限性，构建了紫外辐射计波长定标装置，研究了紫外辐射计波长定标的物理过程和测量链，并对紫外辐射计中臭氧十二个吸收波长进行了光谱定标，通过对定标影响量的分析和计算，得到定标影响量的测量不确定度和波长定标合成标准不确定度，其中波长定标合成标准不确定度为0．026mm，同时通过光学CAD分析和实验验证紫外辐射计的光谱带宽可以达到1.0nm。应用自行构建的紫外波长定标装置较好地完成了紫外辐射计臭氧吸收谱线的定标工作，满足了臭氧反演所需的波长精度要求和光谱带宽要求。

研究了采用弹性双平行四边形结构的空间傅里叶变换红外光谱仪用全柔性机构,即运动角镜扫描机构(Moving Cube-Corner)的设计.采用双平行四边形结构,使其运动自由度降为一维,并保证运动直线误差为±3 μm.所采用的弹性结构不仅可以用于控制单自由度微位移机构,而且还可以控制微转角机构.结果表明:该机构特别适合空间仪器和机构所要求的无润滑、无磨损、长寿命的需要.

设计了一种单光束紫外-真空紫外分光光度计，主要由150W氘灯辐射源、前置超环面聚光镜、Seya-Namioka全息凹面光栅单色仪、后置反射光学系统、光学调制器、样品/探测器转台、光电倍增管探测器及计算机控制系统组成。利用ZEMAX光学设计软件，对该单光束紫外-真空紫外分光光度计光学系统进行了优化设计，并设计了正弦波长扫描机构。对设计结果进行了分析，从设计结果的分析表明，所设计的单光束紫外-真空紫外分光光度计满足设计指标要求，扫描光谱范围115-400nm，光谱分辨力小于0．5nm，波长精度小于0.1nm。

研制了一台可以在250nm-400nm波段测量绝对光谱辐亮度和绝对光谱辐照度的扫描式光谱辐射计，辐亮度辐照度相对定标准确度2％，可用于UV—A、UV—B紫外波段地基观测．通过在丢南丽江地区（26°52′N，100°13′E）开展的大气散射光谱辐亮度和地面太阳直射紫外光谱辐照度观测试验，进一步检验了仪器的性能．观测数据与利用MODTRAN模式模拟计算值存在约8％的偏差，分析了产生偏差的相关因素．

分析了大气临边成像光谱探测的原理,依据应用要求设计研制了光栅色散型紫外/可见临边成像光谱仪原理样机。该样机采用宽波段折射式消色差前置望远光学系统与改进的Czerny-Turner光谱成像系统匹配的结构形式,工作波段为540～800nm（一级光谱）和270～400nm（二级光谱）,通过切换紫外、可见带通滤光片来实现两个波段分别探测,质量为8kg,体积为450mm×250mm×200mm。用该样机进行了实验室光谱实验,并对光谱分辨率进行了分析,测量了该样机的实际光谱分辨率。测量结果表明,该样机的实际光谱分辨率为1.3nm,接近其理论光谱分辨率1.12nm,满足设计指标1.4nm的要求,并具有体积小、质量轻等特点,适合空间遥感应用。

通过对双模式紫外光谱辐射计中波长扫描机构的系统误差进行分析和计算,确定仪器的波长读数精度值。选用标定过的低压汞灯谱线和氘灯,分别在常压和真空环境测试不同模式下的波长读数值,并采用最小二乘法拟合紫外光谱辐射计在工作波段内波长读数值,验证波长读数精度≤±0.03nm。

为满足空间紫外遥感高精度光谱辐射测量工作的要求，设计了一种Ebert-Fastie型双层结构平面全息光栅双单色仪，由球面准直聚光镜、平面和屋脊转向镜、平面全息光栅及入射、出射和中间狭缝组成，扫描波长范围160～400nm。这种双层结构的特点在于两块完全相同的平面全息光栅安装在同一转轴上做到同轴转动，不但把机构基本上简化为一个单色仪的结构，而且确保了两块光栅同步地进行光谱扫描，色散相加，光谱分辨率小于0．15nm。此外，前后两单色系统被隔成基本封闭的腔体，用来割断两单色系统杂散光之间的相互影响，抑制整个系统的杂散光，整个系统的杂散光水平可达10^-6，满足空间紫外遥感高精度光谱辐射测量的要求。

以辐射度学为理论基础，推导出了发散光和平行光两种照射方法标定的空间紫外遥感仪器光谱辐照度响应度的结果表达式，分析了影响两种照射方法定标结果的因素。通过相关的测试实验，数值估算了采用发散光照射方法为仪器进行辐照度定标时所引入的定标方法误差。计算结果表明，在假设平行光辐照度值均匀及发散光源为朗伯光源的情况下，采用发散光照射方法定标时所引入的定标方法误差小于1．2％。数值估算结果对于采用发散光照射方法为空间紫外遥感仪器进行光谱辐照度定标具有一定的指导意义。

编码模板是阿达玛变换成像光谱仪的关键部件,用以代替入射狭缝和出射狭缝.根据编码模板的构造原理,通过计算机生成二元伪随机序列码,用C语言根据编码方式生成图形文件,进而光刻出编码模板.应用该方法可制作任意形状和大小,特别是码元数目较大的编码模板,能实现高分辨率的编码.