為了實現(xiàn)對太陽中紅外光譜CO 4.66 μm波段的觀測，設(shè)計了一臺光譜中心波長為4.667 μm的高分辨中紅外光譜儀。基于科學(xué)觀測需求分析了光譜儀的技術(shù)指標，為降低紅外儀器的背景輻射，光譜儀整體置于真空制冷環(huán)境中；為達到高分辨率的觀測需求，采用中階梯光柵作為分光器件；為獲得更優(yōu)的像質(zhì)，同時達到壓縮光路的目的，光譜儀采用李特洛結(jié)構(gòu)與離軸三反消像散技術(shù)相結(jié)合的光學(xué)設(shè)計，離軸三反同時承擔(dān)了光譜儀中準直和成像的功能。在同軸三反系統(tǒng)的幾何光學(xué)成像理論的基礎(chǔ)上，研究了同軸三反結(jié)構(gòu)、離軸三反結(jié)構(gòu)以及光譜儀結(jié)構(gòu)的求解和設(shè)計優(yōu)化方法。光譜儀的焦距為1 300 mm，數(shù)值孔徑為0.035，視場為20.3'×0.158'，系統(tǒng)的整體尺寸小于700 mm。結(jié)果表明，在工作波段范圍內(nèi)，光譜儀點列圖的均方根直徑小于5 μm，能量集中于一個像元尺寸范圍內(nèi)，光譜儀系統(tǒng)設(shè)計結(jié)果滿足要求。
