为了保证中阶梯光栅光谱仪能够具有足够的波段范围, 设计了一套校正装置,对该校正装置的校正原理、波段校正范围、校正分辨率等问题进行了讨论和研究。首先, 对中阶梯光栅光谱仪的光学元件进行了公差分析, 并介绍了自动光谱校正的原理和流程。选定聚焦镜作为调整环节并根据CCD接收器像面的利用情况给出了调整分辨率要求, 然后设计了校正装置, 并对校正装置的分辨率进行了理论计算。最后, 对校正装置的校正效果进行了实验验证。实验结果表明: 校正装置在方位方向的校正分辨率可达0.006 25°、俯仰方向的分辨率可达0.006 25°、前后方向的分辨率可达0.005 mm。校正装置可以将10像素的波段偏移调整回CCD正常接收范围内, 从而保证光谱仪器的全谱段波段范围。

基于对高分辨率光学载荷测试设备开展现场计量和校准的迫切需求, 建立一套光谱可调谐式高分辨率光学载荷校准装置, 该装置中光谱可调谐光源可以发出300~800 nm范围内任意光谱分布的光能, 再通过空间调制系统形成无穷远处的具有特定光谱分布的清晰目标, 实现高分辨率光学载荷光谱参数校准、辐射参数校准和成像性能参数校准。校准装置的光谱辐亮度校准范围为6.54×10-4~3.14×10-1 W·sr·m-2·nm-1, 空间分辨率校准精度为0.059 mrad, 视场角校准范围为1°3′30″, 光谱辐亮度响应非均匀性校准精度为0.39%。主要介绍了校准装置的基本原理、结构组成等, 并给出了详细的测试结果。由此可见,该光学载荷校准装置具有光谱任意调制、可拓展性强、高分辨率的优点。

组织荧光光谱技术可用来定量测量组织生物化学性质及组织结构的变化,进而实现疾病早期诊断.为提高组织荧光光谱检测的准确性,提出了组织荧光光谱检测系统校准流程及具体实现方法,包括激发光强校准、传输光路传光效率校准、探测模块波长校准和非线性校准、系统光谱响应校准、暗背景扣除、光谱平滑.搭建三套组织荧光光谱检测系统,并分别对荧光标准板和人体皮肤组织进行实验测试,结果显示未校准时三套系统对同一荧光板和同一受试者的荧光强度测量结果变异系数分别为7.4%和10.4%,校准后变异系数分别为0.9%和2.0%.

在宽光谱膜厚监控系统中，利用光栅光谱仪分光，线阵CCD接收，完成光谱的一次性快速扫描来控制膜层厚度，达到实时监控的要求。而系统光谱扫描的准确性，直接影响膜厚实时监控的有效性。为了得到准确的光谱信息，首先确定CCD像素和光波波长的对应关系，基于特征谱线的离散关系，采用最小二乘拟合法建立了光谱标定函数，经实验，标定波长均方根误差为0.037 nm; 对于CCD实时输出的光谱监控信号，利用小波阈值优化算法抑制信号中的随机噪声，保留了光谱信号的细节成分，峰值误差的最大值为1.0%，峰位误差的最大值为0.3%，满足了监控中光谱分辨率的要求。

全反射傅里叶变换成像光谱仪ARFTIS (all-reflection Fourier transform imaging spectrometer) 是基于FT成像光谱理论的一种新型仪器, 它不但具有高光谱分辨率特点, 而且还具有宽波段、 无色差的特点, 特别适合应用在宽波段成像的遥感领域。 目前常用的光谱定标方法有单色法、 平均法和加权平均法, 但是它们各存在一定局限性, 不能同时满足简便和高精度的要求。 文章研究了全反射型FTIS的光谱定标理论和三种定标方法的局限性, 提出了一种新的光谱定标处理实用模型。 其特点是需要定标特征波长数量少、 单次定标精度高、 多波段平均误差小于5%、 稳定性较高, 可以在保证较高精度的前提下, 简化定标工作, 特别适用于缺少大量定标设备, 或不便进行多光源定标的外场环境仪器标定工作。

为了在不改变静态傅里叶干涉具尺寸的基础上提高光谱分辨率， 设计了双边倾斜傅里叶干涉具及等光程条纹展宽的方法。 通过计算分析双边倾斜傅里叶干涉具空间产生光程差与传统干涉具光程差的关系， 得到在整个干涉具尺寸不变的条件下， 光谱分辨率提高到9.1 cm-1， 比同尺寸静态傅里叶干涉具提高了近8倍， 并且不会因干涉条纹混叠而造成无法采集。 采用BK7材料加工制成双边倾斜傅里叶干涉具， 用6种不同波长的激光照射分析干涉条纹， 实验结果显示干涉条纹会因反射位置增大而导致探测波长较长的激光时中心波长偏大， 根据其满足线性变化的规律， 拟合可知每1nm的激光波长变化造成0.021 1 nm的增大误差， 经过标定后平均误差与传统干涉具接近， 同时可以有效地提高静态干涉系统的光谱分辨率。