为了满足大气微量成分高精度测量需求, 需要能准确描述星载高光谱大气微量成份探测仪的仪器狭缝函数。 针对高光谱大气微量成份探测仪视场大、 波段宽、 空间分辨率和光谱分辨率高等特点, 研制了狭缝函数测量仪。 介绍了狭缝函数测量仪的工作原理及基本结构, 并利用狭缝函数测量仪可同时实现高分辨率、 宽谱段测量的特点, 通过搭建定标装置, 对高光谱大气微量成份探测仪进行全视场的狭缝函数测试, 得出了仪器狭缝函数的数学表达式, 给出仪器狭缝函数的特性分布, 并对结果进行分析。 测试结果表明: 高光谱大气微量成份探测仪全视场光谱分辨率在0.423～0.597 nm之间, 其狭缝函数特性曲线近似满足高斯分布规律。 由于星载大视场成像光谱仪存在光谱弯曲现象, 从而导致边缘视场分辨能力略低于中心视场分辨能力。 狭缝函数测量仪是基于中阶梯衍射光栅设计, 可同时输出多条高分辨率谱线, 且分布均匀, 不仅可以测量高光谱成像光谱仪的仪器狭缝函数, 也可对星载高光谱仪器光谱定标, 为后续研究提供了参考依据和方法。Instrument

波长定标是仪器遥感数据定量化的前提和基础。针对星载大气微量成分探测仪视场大、波长宽、空间分辨率和波长分辨率高的特点, 建立了基于中阶梯衍射光栅的波长定标装置。中阶梯光栅因其较少的线密度和较大的闪耀角工作在较高的闪耀级次, 光谱范围宽且具有较高的分辨率, 可在工作波段内一次性输出多条分布较为均匀的谱线, 克服了传统定标方式的缺点, 提高了定标精度。本文首先介绍了波长定标装置的工作原理, 接着利用该装置对高光谱大气微量成份探测仪进行波长定标, 通过寻峰和回归分析给出载荷的波长定标方程, 并利用标准汞灯谱线对定标结果进行检验。结果表明: 高光谱大气微量成份探测仪的像元和波长近似满足线性分布规律, 定标不确定度为0.025 8 nm, 汞灯特征谱线的定标值和标准值偏差最大不超过0.043 5 nm, 证明了定标结果的准确性。

为保证星载成像光谱仪测量结果的准确性，设计了双巴比涅退偏器。首先利用电磁波理论及光波传输理论分析了双巴比涅退偏器的工作原理，接着根据偏振光在双折射晶体中的传播公式设计出适当的该退偏器的楔角，最后搭建一套偏振测试装置，对研制完成的双巴比涅退偏器的退偏性能进行测试。测试结果表明：该双巴比涅退偏器在-15～15 ℃入射角范围内具有较好的退偏性能。退偏器楔角选择6°时，能在不影响成像质量的前提下较好地对探测波段退偏，且退偏度不受方位角及频率的影响，退偏度优于99%。该退偏器具有退偏度高、透射比高、性能稳定、体积小等优点。由于测量系统误差，测量不确定度为0.00290。

利用星载光学仪器对极光在远紫外波段进行形态探测是研究沉降粒子能量等空间环境参数的重要手段, 而远紫外像增强器是进行空间极光远紫外形态探测仪器中所必不可少的光电成像器件, 其性能的优劣将直接影响整个仪器的工作情况, 其中光谱响应特性是像增强器的重要的特性之一。 采用同步辐射真空紫外波段光作为光源, 利用光电倍增管和硅光二极管分别测量同步辐射和像增强器光强, 我们对研制的远紫外像增强器在135～250 nm波段范围进行了光谱响应测试, 测试结果表明该器件在140～190 nm范围内有较好的响应, 响应峰值在160 nm左右, 符合远紫外极光成像探测的应用要求。