星载多模式差分吸收高光谱成像仪光学设计

星载多模式差分吸收高光谱成像仪是一种新型空间大气探测仪器，要求同时具有天底、临边和掩日等多模式探测功能，主要用于二氧化硫、二氧化氮等大气痕量气体探测。提出了利用两个扫描镜切换不同探测模式、利用双光谱仪减小系统的光谱杂光，利用分色片将工作波段分成3个通道实现多模式高光谱分辨率探测的新方法，设计了一个多模式差分吸收高光谱成像仪光学系统，瞬时视场为1.8°×0.04°，系统F数为2，工作波段为250~500 nm，分成250~310 nm、300~410 nm和400~500 nm 3个通道。利用ZEMAX-EE软件进行优化设计和分析，其中250~310 nm通道，光谱分辨率为0.12 nm，满足光谱分辨率不大于0.4 nm的指标要求；300~410 nm和400~500 nm通道，光谱分辨率分别为0.25 nm和0.23 nm，满足光谱分辨率不大于0.6 nm的指标要求。多模式差分吸收高光谱成像仪在空间维方向的调制传递函数（MTF）在特征频率0.25 lp/mm处达到0.98以上，能够满足空间多模式差分吸收高光谱大气探测的要求。