基于曲面棱镜的光谱成像技术是近几年该领域研究的热点,但曲面棱镜前后球面的非共轴特性使得曲面棱镜的装调难度远大于传统共轴光学系统。装调误差是影响成像系统最终成像质量的重要因素,目前曲面棱镜高光谱成像仪的公差分配方法大多以系统调制传递函数(MTF)为评价指标,未考虑装调误差对谱线弯曲、色畸变的影响。利用几何光学方法研究了曲面棱镜谱线弯曲、色畸变的产生机理,构建了曲面棱镜光谱仪谱线弯曲、色畸变与曲面棱镜装调误差关系的数学模型,分析了曲面棱镜装调误差对高光谱成像仪光谱畸变的影响。通过几何光线追迹,对曲面棱镜装调误差的分析结果进行了验证。结果表明,谱线弯曲、色畸变和MTF对曲面棱镜装调误差的敏感程度存在显著差异。为了保证曲面棱镜装调误差引起的系统MTF下降容限在设计值的10%以内,进行了二次公差分配以得到最终公差分配结果,其中公差极限值最小的单项装调公差为X轴方向的倾斜误差,为实际系统的装调提供了参考。

为满足野外检测多波段光电设备光轴平行性的检校需求，研制了一套便携式多光轴平行性检校系统。系统采用反射式卡塞格林光学系统和ZnS晶体靶板，为被校系统提供无穷远的十字分划目标并以此作为瞄准基准，完成对被校系统电视轴和红外轴之间的平行性检校；采用CCD系统完成分划板十字线和靶纸上激光光斑的采集，并利用数据处理系统检测出分划板十字中心与激光光斑中心位置的偏差量，完成对被校系统激光光轴与可见光轴之间的平行性检校。利用高精度光学角规对所研制的检校系统进行了标定，精度可达亚秒级。实验结果表明，该检校系统测量电视轴与红外轴之间平行性标准不确定度为2″，检校激光瞄准轴与发射轴平行性标准不确定度为5″。