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.

空间光学的发展对光学系统的轻量化提出越来越高的要求，作为一种超轻量化的方法，介绍了主动调节刚性支撑薄膜型反射的概念，这种薄膜型反射镜由美国率先提出，并制造出口径500mm厚2mm的模型镜，反射镜的面形通过均匀分布的致动器的微量移动来调整，致动器的最小位移是20nm。美国使用压电陶瓷做致动器，有利于实现系统的轻量化。在试验阶段，设计一套机械微动装置来代替压电陶瓷做致动器，它的微动原理是利用杠杆减速机构及球面上的不同点的矢高变化来得到所需要的微位移，这套机构具有结构简易，重量轻，易于加工制造的特点， 同时具有较高的灵敏度。

介绍了一种对反射镜轻量化结构进行优化设计的方法.利用ANSYS软件对采用扇形开口孔轻量化的某遥感器主反射镜建立参数化结构模型,将对反射镜力学性能影响较大的某些结构参数如镜体厚度、扇形孔的位置、尺寸等指定为优化设计变量,根据反射镜的加工和装配工艺合理地确定这些结构设计变量的可行域,运用ANSYS优化设计模块提供的零阶优化方法对镜体结构进行了优化设计.力学分析表明,经过优化后的反射镜结构相比于原设计方案轻量化程度更高,静力学性能更好.

面对空间遥感，尤其在目标特性的精细化识别中，要求成像光谱仪具有高灵敏度、高光谱分辨率与高能量通过力等优点．在同轴三反射光学系统的基础上，采用视场离轴方式，设计了一个三镜无遮拦全反射光学系统．次镜和光阑重合，无中间像，实现了高分辨率、大视场、长焦距的要求．光学系统的基本参数为：焦距f’=1600mm，视场角为2w=18°×0．148°，相对孔径为1／10，3个反射面均为二次曲面．设计结果表明，成像质量接近衍射极限，用此方法设计的光学系统在航天遥感领域具有很好的应用前景．

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。

为了研究调焦镜组件中环形胶层对系统的影响，分析了胶层的建模方法即详细模型和等效刚度模型。采用等效刚度模型对调焦镜组件进行均匀温度变化分析，把计算的面形误差和实际检测结果对比。综合考虑结构粘合剂泊松比、粘结位置、胶层宽度和胶层厚度等因素对面形误差的影响，提出改进的优化设计方案，并对调焦镜组件进行尺寸稳定性分析，同时考察粘结安装过程中可能出现的偏心现象对系统的影响。计算结果表明：对胶层使用等效刚度模型可以准确反映结构粘合剂的材料属性，优化的粘结方案不仅满足设计要求而且有效防止了偏心粘结造成的胶层分布不均匀对系统的影响。