成像光譜儀是一種圖譜合一的光學(xué)遙感儀器。從光柵型成像光譜儀的使用要求出發(fā),利用Zemax軟件設(shè)計(jì)了一種光柵型成像光譜儀光學(xué)系統(tǒng)。其中,前置望遠(yuǎn)物鏡采用反射式結(jié)構(gòu),傳統(tǒng)的卡塞格林結(jié)構(gòu)在主次鏡均采用非球面時(shí)校正像差的能力依然有限,設(shè)計(jì)時(shí)采用改進(jìn)后的卡塞格林結(jié)構(gòu)對像差進(jìn)行校正,最終設(shè)計(jì)的望遠(yuǎn)鏡頭傳函在50 lp/mm處達(dá)到0.5,場曲控制在0.078以內(nèi),且不存在畸變。針對光譜成像系統(tǒng)通常采用的基于平面光柵的Czerny-Turner結(jié)構(gòu)由于像差校正能力有限、成像質(zhì)量較差不能滿足儀器的使用要求。采用基于凸面光柵的光譜成像系統(tǒng),該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊、可實(shí)現(xiàn)寬波段內(nèi)像差的同時(shí)校正。最終設(shè)計(jì)的光譜成像系統(tǒng)光譜分辨率5 nm,MTF在50 lp/mm時(shí)升至0.75。將前置望遠(yuǎn)物鏡與光譜成像系統(tǒng)根據(jù)匹配原則進(jìn)行組合優(yōu)化后光柵型成像光譜儀系統(tǒng)點(diǎn)列圖RMS半徑隨波長的變化均小于0.2,波長的80%的能量集中在6 m范圍內(nèi),波長各視場在特征頻率50 lp/mm處的光學(xué)傳遞函數(shù)均大于0.5。整個(gè)光學(xué)系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡單、像差校正能力強(qiáng)、結(jié)構(gòu)尺寸較小的優(yōu)點(diǎn)。