为了解决掺铒光纤放大自发辐射宽带光源的自然输出光谱中单峰造成的窄带宽问题,采用双程、后向光源结构消除抽运光输出,同时外接未抽运掺铒光纤以展宽可用带宽,进行了理论分析和实验验证;研究了掺铒光纤长度和光纤反射镜反射系数对光源输出光谱的影响,分析了外接未抽运掺铒光纤的长度对光源带宽的优化效果。结果表明,随着掺铒光纤长度的增加,放大自发辐射光谱C波段逐渐降低,L波段逐渐抬升; 随着反射镜反射系数的增加,放大自发辐射光谱带宽提高; 此外,当抽运掺铒光纤和外接未抽运掺铒光纤的长度分别为6 m和2 m时,放大自发辐射宽带光源输出带宽为50.31 nm,和未采用外接掺铒光纤时相比,带宽增加44 nm。上述研究结果可为宽带光源的性能优化提供参考。

扫频光源是目前光学相干层析成像的关键部分，其光谱带宽和瞬时线宽分别影响着成像系统的轴向分辨率和成像深度。在单一滤波器中，这两者相互制约。针对这一情况，提出了一个利用两种滤波器组合优化的扫频光源系统。以双半导体光放大器并联作为增益介质，将声光可调滤波器（AOTF）和法布里-珀罗可调滤波器（FFP-TF）串联接入环形腔内进行双重滤波。其中AOTF的调谐范围和瞬时线宽均较宽，FFP-TF与之相反，经同步匹配设置后，两者协调工作，能够发挥各自的优势。通过搭建系统，获得了中心波长为1 316 nm的扫频激光输出，其光谱是1 235~1 380 nm，调谐范围是145 nm，瞬时线宽小于0.02 nm，扫频速度为1.35 kHz，输出光功率为0.48 mW。该扫频光源能够克服单一滤波器的固有缺陷，实现宽光谱带宽与窄瞬时线宽的有效统一，对成像综合性能的优化具有重要意义。

为了标定扫描式棱镜太阳光谱仪的棱镜不同转动角度对应的中心波长和光谱带宽, 利用了一种棱镜扫描方法对太阳光谱仪的光谱响应函数进行测量。 该方法使用固定的单色光波长, 控制棱镜转动实现单色光的像在探测器位置扫描, 并通过坐标映射得到响应位置的光谱响应函数。 文中根据光谱响应函数的定义, 推导出棱镜扫描法与单色仪波长扫描方法波长定标原理上的等效性。 之后分别以532 nm固体激光器和632.8 nm氦氖激光器为光源, 使用棱镜扫描法测量太阳光谱仪对应波长位置的光谱响应函数, 并以单色仪波长扫描法实验作为对比。 实验结果表明, 对于扫描式棱镜太阳光谱仪, 棱镜扫描法测量的中心波长分别为531.86和632.67 nm, 其准确度优于单色仪波长扫描法测得的531.39和631.97 nm。 由于不受单色仪性能的限制, 前者测量的光谱带宽值也优于后者。 最后以汞灯为光源使用棱镜扫描法对太阳光谱仪进行了光谱定标实验, 实现了特征光谱定标法结合棱镜扫描法对中心波长及光谱带宽的标定。 该方法同样可以应用于扫描式光栅光谱仪以及单色仪的光谱定标。

基于能量集中度的装调方法采用一套由可调谐激光器、积分球、平行光管和数据采集处理软件等组成的精细定焦系统, 以确定CO2探测仪1 610 nm通道光谱仪的最佳焦面位置并完成探测器的精确安装, 以像元光谱响应曲线(ILS)的全高半宽度(FWHM)作为聚焦评价函数, 通过调整探测器方位遍历搜寻该函数最小值并作为正焦的最终评价依据, 进而完成光谱仪的精细定焦任务。定焦结果显示：探测器获得的光谱响应曲线平均半宽度为0128 1 nm, 与理论值吻合良好。该系统不仅操作简单、结构紧凑且具有较高的定焦精度, 也为光谱仪定标等后续工作提供了实验保障。

研究了光谱带宽表征GaN 蓝色发光二极管(LED)结温的最优方式。测量了10只GaN 蓝色LED 在不同驱动电流和不同热沉温度下的归一化光谱功率分布和结温，采用最小二乘法分析得到不同n 值的光谱带宽Δλn 表征结温的公式，比较了该公式和电压法得到的结温之间的差别以及差别最小时的最优n 值。研究表明采用不同n 值的Δλn均能够表征结温。随着n 值减小，Δλn 表征结温的误差先减小后增大。最优n 值与光谱仪的测量误差有关。采用Hass2000型光谱仪时最优n 值为0.2或0.3。该研究对提高GaN 基LED 结温的测量准确度具有重要意义。

为了克服经典光谱仪中由于入射狭缝的遮挡导致的系统内光通量很小的缺点，提出了一种新型阿达玛变换光谱仪的设计理念. 给出了以柱面镜来整形光束的方法，利用理论计算得出含有数字微镜阵列光谱仪的光谱分辨能力和像元分辨能力，确定了该类光谱仪的极限分辨率.根据几何光学成像理论，提出一种增大成像透镜焦距的优化方案，可以提高光谱分辨率，并且更有益于机械装调. 实验结果表明，该阿达玛变换光谱仪具有高光通量、提高5倍的信噪比、较小的光谱带宽(3.5 nm)等特点，可为微弱光谱信号的检测提供便利条件；光谱仪选择的近红外探测器无需制冷，降低了阿达玛变换光谱仪的制作成本，具有更强的市场竞争力.

文章从胆甾相液晶的反射波长和螺距的关系出发, 按照λ0=np, n=(2no+ne)/3, 可以得出布拉格反射波长, 其中λ0是一个定值, p=1/(c×HTP)。在向列相C5中添加不同HTP值的手征性掺加剂, 通过调节手征性掺加剂的添加浓度, 能够得到相同螺距的胆甾相液晶。利用DMS-501光谱测试仪测试制备的胆甾相液晶, 可明显得出: 相同的反射波长, 其光谱带宽却不同, 结果为: 添加HTP值越大的手征性掺杂剂, 胆甾相液晶光谱带宽越宽, 开口越大; 反之, 添加HTP值越小的手征性掺杂剂, 胆甾相液晶光谱带宽越窄, 开口越小。

在海洋水色遥感研究中，II类水体由于具有复杂的光学属性并受多种物质的共同影响，会使水色遥感数据的应用水平 和反演精度降低。从中分辨率成像光谱仪(Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer, MODIS)和主题绘图仪(Thematic Mapper, TM)光 谱通道的光谱响应函数和带宽的角度出发，分析了其对光学复杂II类水体离水辐射反射率的 影响。结果表明，MODIS的光谱响应函数和带宽对离水辐射反射率的影响远小于TM相应通道对离水辐射反 射率的影响。通过进一步定量分析发现，光谱响应函数和带宽在不同通道和水体下对离水辐射反射率的影响程度不同。针对长江河口 三种不同的典型水体类型，利用TM通道的离水辐射反射率模拟了整个通道上的反射率。这样可以更明显地表征出通道内的水体光谱特性，消 除光谱响应函数和带宽的影响。

在Ⅳ型凹面全息光栅制作和使用过程中，各参数误差会影响其光谱性能。光栅均方根法优化函数表达式复杂且不能给出光谱的带宽。由费马原理推导出一种数值处理较为简单且能直接描述光谱带宽的光栅优化函数平方和法优化函数，验证了该函数的正确性。采用该函数对Ⅳ型凹面全息光栅使用参数和记录参数在参考平面内外的误差对光谱性能的影响及补偿做了定量分析，结果表明，Ⅳ型凹面全息光栅一个使用参数或记录参数在参考平面内的误差可通过分别调节其他使用参数或记录参数进行补偿，且当记录参数的误差不改变光栅常数时，可以通过调节使用参数对其进行补偿；而光栅记录参数在参考平面外的误差只能通过调节记录参数与参考平面的距离进行补偿。

为了确定超光谱成像仪热控指标和开展热设计， 研究了超光谱成像仪中棱镜的热光谱特性。 介绍了超光谱成像仪的工作原理以及热光谱特性的含义， 分析了棱镜的环境热效应， 论述了棱镜热光谱特性研究内容及技术路线， 推导了温度变化时棱镜偏转角以及角色散的函数关系， 进一步得到光谱中心平移及光谱带宽随温度变化规律。 借助有限元分析， 比较了K9、 熔石英两种材料的棱镜的入射角、 顶角、 材料色散、 光谱中心平移及光谱带宽随温度变化规律， 确定了棱镜的热控指标， 并设计了热光谱试验。 理论分析和试验结果表明由于热变形引起的光谱带宽和光谱分辨率改变可以忽略不计， 光谱平移主要由材料折射率温度系数决定； 棱镜材料色散(dn/dλ)对温度变化不敏感， 因此温度变化对其光谱带宽影响不明显; 本文研究方法合理， 结果可信， 对确定棱镜的热控指标和优化热设计具有指导意义。