针对微型紫外光谱仪应用设计要求,开展了紫外光谱仪系统研究,完成了IV型光学系统设计。研制出在线实时分析的微型紫外光谱仪,对样机主要参数的测试表明:其工作波长为200~400 nm,分辨率达0.31 nm,波长准确性为±0.1 nm,信噪比为507∶1。通过12 h系统稳定性测试,结果表明该样机光谱波动小于0.47%,达到了光谱仪长期工作的稳定性要求。在25 ℃的实验条件下通过SO2气体对光谱仪性能进行测试,基于差分吸收光谱技术理论,完成了标准气体的差分吸收截面计算。通过连续24 h对质量浓度为20~100 mg/m 3的SO2进行测试,结果表明光谱仪测试数据反演质量浓度的波动性小于1%,线性误差小于0.6%,最大示值误差为-0.56 mg/m 3。

波长定标的精度是衡量光谱仪的重要 指标之一。鉴于其重要性，研究了线阵电荷耦合器件(Charge-Coupled Device, CCD)紫外光谱仪的波长定 标，并完整地给出了一种波长定标方法(包括噪声扣除、谱 峰定位和波长拟合三部分)。针对暗噪声影响光谱信号的问 题，提出了一种利用非曝光像元扣除暗噪声的方法；针对谱峰漂移 的问题，提出了一种基于权重窄窗差分的谱峰定位方法；针对单一光 源特征谱线数量不足的问题，提出了一种多波段波长拟合方法。实 验结果表明，本文方法的波长定标精度在0.6 nm之内，关键波长点 上的定标精度在0.01 nm之内，具有定标精度高、复杂度低等优 点，因此可用于紫外光谱仪的波长定标。

针对原子谱线灯谱线能量弱且无法实现波长量值溯源的难题，介绍了一种266 nm标准波长源的研制技术，以1064 nm单块固体环形激光器作为基频光，经过两次二倍频分别得到532、266 nm激光。采用调制转移光谱技术，将532 nm激光波长稳定在碘分子127I2 R(56)32-0的a10超精细谱线上；采用外部环形倍频技术，将稳频的532 nm激光倍频到266 nm。将532 nm波长溯源至中国计量院的飞秒光梳波长标准装置，间接实现266 nm激光波长的量值溯源。实验结果表明，标准波长源频率稳定性的阿伦方差优于1×10-10，采用标准波长源校准后的紫外光谱仪具有较好的波长测试准确度。

主要针对可应用于空间高层大气遥感的远紫外光谱仪的光谱辐照度响应度定标方法进行研究。 针对远紫外波段光谱测试标准装置少, 实验系统所需真空度高, 实验稳定性难以维持, 传统漫反射板和积分球辐亮度定标方法在远紫外波段局限性大、 难以利用等特点, 研究了适用于远紫外光谱仪器的光谱辐照度绝对辐射定标方法, 搭建了相应的真空实验系统, 以一台远紫外光谱仪原理样机为对象对研究方法进行了实验验证。 实验系统以标准氘灯、 真空紫外单色仪和准直系统组成照射系统, 将出射准直光辐照度用标准探测器进行标定, 三者共同组成了标准光谱辐照度光源; 利用该光源照射原理样机并读出相应信号, 最终获得光谱辐照度响应度, 从而实现了利用标准探测器进行照度传递的远紫外光谱仪器绝对光谱辐射定标, 有效的进行了仪器定标。 该方法定标不确定度约为7.7%, 对远紫外波段空间高层大气遥感光谱仪的地面辐射定标研究具有重要意义。