基于O2带的高分辨率光谱仪光学系统设计

摘要

为了实现对CO2吸收光谱的高精度测量,以满足研究大气CO2源和汇问题的需求,本文设计了一种基于O2A-band(0.765μm)吸收光谱的高分辨率成像光谱仪.对该波段成像光谱仪的研究,可以在探测器视场范围内提供准确的大气光学路径和地表压强信息,很好地剔除云和气溶胶引起的散射问题,有利于提高大气CO2、CH4含量的反演精度,最终实现对CO2吸收光谱高精度测量的完善和补充.光谱仪采用了大平面衍射光栅光谱仪结构,推导并确定了光栅参数.通过ZEMAX对系统进行模拟仿真和优化设计,系统实现了0.05nm的高光谱分辨率,在20lp/mm处全视场调制传递函数MTF＞0.65,具有良好的性能,满足应用需求.