成像光谱仪是一种“图像合一”的光学遥感仪器，以获取地球目标的详细光谱景像为目的，如陆地、海洋的辐射信号及大气等方面的监测等。成像光谱仪的特点是成像光谱段多、谱段不连续、位置重叠等，并同时存在有图像分辨率和光谱分辨率的问题，其光学系统是非常复杂的，且所要求的光谱分辨率比图像分辨率要高。详细介绍了成像光谱仪的光学系统原理、光学系统设计方法及组成部分。根据现有的技术条件，给出了合理的结构和设计结果，设计思想新颖适用。

分析了成像光谱仪遥感观测数据中包含的地物光谱特征、仪器参数和大气传输特性等的信息结构。研究了成像光谱仪辐射定标的物理过程和测量链，应用1993年国际标准化组织（ISO）颁布的《测量不确定度表示指南》，分析了辐射定标11项影响量的测量不确定度和合成标准不确定度。遥感辐射定标的绝对精度就是不确定度。辐射定标需要辐射标准、积分球光源、光谱辐射计以及遥感器上设置星上定标装置等专用设备和技术，并经过多级测量链的测试过程才能完成。光谱辐照度标准的不确定度在3％～5％，辐射定标中其它影响量的测量不确定度限制在1％～2％，成像光谱仪辐射定标的绝对精度才能达到5％～8％，这需要相当好的仪器设备和光辐射测试技术。

根据大视场短波红外成像光谱仪的要求,考虑到市售探测器的限制,提出了视场分离的方法,分析了视场分离方法的原理.利用此方法设计了一个星载大视场短波红外成像光谱仪光学系统,该系统由11.42°远心离轴三反消像散前置望远系统和2个Offner凸面光栅光谱成像系统组成,运用光学设计软件CODEV和ZEMAX对成像光谱仪光学系统进行了光线追迹和优化,并对设计结果进行了分析,分析结果表明,光学系统在各个谱段的光学传递函数均达到0.7以上,完全满足设计指标要求.

提出了一种基于棱镜-光栅-棱镜分光器件的短波红外成像光谱仪光学系统,该系统由离轴三反射式望远物镜、准直镜、棱镜-光栅-棱镜和会聚镜组成,光谱覆盖950~2500 nm,空间视场达到22.5°.在实现宽视场、宽波段设计的同时,优化设计了棱镜-光栅-棱镜分光器件的各个参量.通过偏斜会聚镜光轴和棱镜-光栅-棱镜光轴在光谱维的角度,可以良好地校正色畸变keystone和谱线弯曲smile,将二者控制在5μm以下,使得成像光谱仪获取的光谱信息更为准确.

国际光学工程学会(SPIE)于1995年4月在佛罗里达州Orlando举行成像光谱学术交流会，会议论文发表在Proc.ofSPIE第2480卷上。论文集分三部分，第一部分追溯了成像光谱技术发展历史和进展;第二部分是它的应用;第三部分是超多光谱成像技术。本文重点阐述它的应用。

考虑传统光栅成像光谱仪受光学畸变的限制难以同时实现大光学孔径和小型化要求,利用全息法设计并制作了凸面光栅,并以该凸面光栅作为核心元件研制了便携式成像光谱仪。该光谱仪以推扫方式进行目标扫描,获取成像光谱数据立方。仪器的光谱分辨率为2.4 nm,光谱谱线弯曲为0.1%,色畸变为0.6%,体积为209 mm×199 mm×110 mm。介绍了仪器的工作原理和结构设计,并进行了实验室检测和室外花卉实际光谱测量。测试结果表明：凸面光栅成像光谱仪的光谱分辨率为2.1 nm,光谱谱线弯曲为0.09%,色畸变为0.6%,均满足设计要求,实际花卉光谱测试亦取得了较为理想的结果。

CPLD具有编程方便、集成度高、速度快、价格便宜等优点.文章作者利用CPLD设计了一种数据格式器,成功地提高了成像光谱仪数据采集系统的性能,利用普通IDE硬盘就可完成海量数据的无错记录和图像实时处理.

采用循环Ｓ－矩阵设计了一维和二维循环编码构形，使仪器的编码测量过程大为简化。基于π变换和快速阿达玛变换的解码算法，将矩阵乘法简化为矩阵元素间的加、减运算和位置交换，降低了仪器对微机系统的要求。

多道二维成像光谱仪结合高端科学级面阵CCD探测器组成新的光谱探测系统,辅以校正透镜和双棱镜两项专利设计以及软件自动温漂补偿,实现了低串扰高精度高分辨率的快速大范围光谱探测,同时具有坚固紧凑,便于携带的良好维护性.