本文将重建光谱仪的光谱重建理论应用于傅里叶变换光谱仪中，使光谱仪可以兼具重建光谱仪高光谱分辨率优势以及傅里叶变换光谱仪固有的高光通量优势。利用构建的简易空间外差傅里叶变换光谱仪实验装置在520~530 nm光谱范围内进行验证实验。使用实验装置采集的不同单波长入射光光斑图像进行光谱校准实验，证明了傅里叶变换光谱仪可满足光谱重建理论必需的光斑与波长间唯一的一对一映射关系。随后，使用用于光谱校准的光斑图像进行光谱重建实验，实现了0.10 nm的光谱分辨率，相比通过傅里叶变换光谱仪原理得到的~5.65 nm光谱分辨率有明显提高。最后，使用额外采集的波长525 nm入射光光斑图像进行光谱重建实验，重建光谱中存在重建误差，且525 nm处光谱信号峰的半峰全宽（FWHM）~0.30 nm。光斑图像相关性分析显示，光谱重建受光斑图像采集过程中噪声和相邻波长入射光光斑图像高相似性的影响。尽管如此，重建光谱仍然可以反映入射光的光谱信息，且信号峰的FWHM小于傅里叶变换光谱仪原理得到的光谱，验证了将光谱重建理论应用于傅里叶变换光谱仪的可行性和高光谱分辨率优势。

干涉式红外探测仪(GIIRS)是我国地球静止轨道气象卫星风云四号B星的主要载荷,可观测大气上行红外高光谱辐射,因此可应用于大气温湿度廓线反演和数值天气预报模型同化。为了预测GIIRS在发射后的工作性能,于发射前在地面试验室热真空环境中采用黑体定标试验的方法,对仪器辐射性能进行了测试,测试的性能包括仪器灵敏度、辐射定标精度和动态观测范围。其中,长波红外通道的噪声等效辐射方差低于0.5 mW/(m ²·sr·cm ^-1),中波红外通道的噪声等效辐射方差低于0.1 mW/(m ²·sr·cm ^-1),两者均达到灵敏度设计指标。在辐射定标方面,经过非线性校正,长波光谱的平均定标偏差从1 K减小到0.2 K,且在220~315 K观测范围内达到0.7 K的设计指标;仪器在中波通道观测低温目标时受噪声影响较大,但在260~315 K的动态范围内,定标偏差也能够达到0.7 K的指标要求。

以传统非成像式的高光谱空间外差干涉光谱仪为例, 详细推导了传统空间外差干涉光谱仪的空域和光谱域信噪比(SNR)的表达式, 分析了仪器各影响因素与SNR的关系, 包含空间分辨率、光谱分辨率、干涉条纹调制度和电子学噪声等, 并结合样机成像方式进行了讨论, 得出了相应的结论。结果表明, 计算SNR可有效评估和反映光谱仪的特性。

偏振干涉成像光谱技术以傅里叶变换光谱学为理论基础, 以一系列起偏/检骗器、 剪切分束器和延时晶体等双折射晶体材料为主要结构, 较之传统光栅式色散型光谱仪具有多通道、 图谱合一、 大光通量、 高信噪比和抗环境振动干扰等一系列优点, 并且结合多普勒光谱学相关原理和技术, 已被广泛应用在各种天文学和天体物理学测试与计量领域如空间遥感、 视向速度、 宇航飞行、 月球探测等。 但是许多前人研究工作中仍然存在两个尚未妥善解决的问题: (1) 视场受限。 普通型偏振干涉成像光谱仪存在远场条纹的弯曲而使系统视场角限制在±2°以内, 严重影响傅里叶变换后的光谱重构精度; (2) 相位热漂移。 晶体的热胀冷缩和双折射率之差随温度变化的特性导致像面干涉条纹发生随机抖动误差, 将严重影响以多普勒频移为原理的视向速度等测量精度。 因此, 首先引入一块半波片构成增强型的Savart剪切分束器实现主动的视场展宽, 可以使增强后的观察视场角达到±10°左右。 这一改进不仅提高了傅里叶光谱变换的算法精度, 同时也大幅增加光通量从而实现对微光光谱进行高信噪比的探测与标定。 另外, 为了消除环境温度造成的相位热漂移误差, 选用偏硼酸钡（α-BBO）和铌酸锂（LiNbO3）两种晶体进行精密组合匹配。 该关键技术利用这两种晶体的双折射率之差随温度变化的相反特性, 从而实现相位热漂移误差补偿。 实验证明, 在实验室环境温度下热相位漂移误差不超过0.02 rad。 通过这些方案改善偏振干涉成像光谱仪的测试精度, 拟实现对天文光梳以及其他大型天文光谱仪器快速而精确的标定与测试。

本文提出一种校正干涉图不对称性的新方法.采用本方法进行一次处理,就可把严重失对称的干涉图变成对称,从而可校正因相位误差而造成的复原光谱畸变.理论和实验都证明此方法比目前通用的各种相位校正方法有更好的效果.