光栅是光栅光谱仪的核心部件, 其分光能力直接决定了仪器的光谱分辨率。基于浸没式光栅的光栅光谱仪使用浸没式光栅作为分光元件。推导了浸没式光栅的光谱分辨率方程, 光谱分辨率要求一定时, 与使用普通反射光栅相比, 使用浸没式光栅能够在实现高光谱分辨率的同时大幅减小仪器的体积和重量。介绍了浸没式光栅的常用材料、浸没式光栅在星载和地基高光谱分辨率光栅光谱仪上的应用以及浸没式光栅的制作方法。设计和研制了70 mm硅浸没式光栅, 实测光栅效率>57%、光栅偏振<3.2%, 各项指标实测结果满足技术要求。

针对卫星光学系统在轨工作时机上相机和星敏感器受温度影响其相互间夹角会出现变化而影响相机指向精度的问题, 利用数字摄影测量方法在试验室常温常压环境下对结构件进行了热变形测量试验。通过拍摄组合体结构件上相机和星敏器的特定表面标志点, 计算了坐标值, 拟合了光轴矢量。以相机之一为基准计算法线矢量差和不同工况下矢量差的变化, 即夹角在各工况下的变形量。试验按照试件温度状态分为4个工况、20个子工况。测量结果显示最大变形量为227.9″, 测量精度优于13.9″; 与有限元分析比对, 两者在各子工况的变化趋势一致, 均方值为30.4″。得到的结果表明, 通过用合理选择拍摄位置、剔除粗大误差以及将编码标志点作为公共点进行坐标系转换等方法, 可以提高数字摄影测量系统的测量精度, 满足卫星结构件热变形测量的需求。