热真空环境适应性是空间光学遥感仪器的关键性能之一，对超光谱CO₂监测仪的复原光谱精度尤为重要。基于空间外差干涉技术原理，采用理论分析和试验手段对仪器热真空环境适应性进行了讨论。理论分析了热真空环境对准直光束发散角、扩视场空间外差干涉仪组件基频波长、成像镜头离焦和缩放比等因素的改变对复原光谱的影响，并基于CS-800型热真空模拟设备开展了测量实验。实验结果表明，理论分析得到的系统基频波长与实验数据吻合，复原光谱廓线形状与理论分析一致。当干涉仪组件均采用融石英(SiLiCa)，热控精度优于1.1 ℃时，仪器可具有0.01 nm的光谱稳定度，该分析为空间外差干涉光谱仪各功能组件的热控要求、地基常压条件下基频的选定等问题提供了理论依据。

为满足高光谱傅里叶变换光谱仪对高光谱分辨率、小畸变、像面光谱辐照度均匀、高信噪比以及仪器轻量化小型化的要求,设计了空间外差光谱仪成像光学系统。基于傅里叶变换的空间外差光谱仪空间干涉的特点和对成像系统缩放比、畸变等要求,依据干涉图调制度分析了最恶劣面形改变条件下对干涉仪元件面形误差的要求,并采用前后镜组匹配实现了双远心成像系统的设计。设计结果表明: 该光学结构可避免调焦产生的成像系统缩放比改变,有效视场内畸变量<0.1%,传递函数在38.5 lp/mm处物面所有点全视场范围≥0.60。依据仪器视场角对滤光片安装位置和精度提出要求,并对成像系统进行杂散光和照度均匀性分析提出有效抑制杂散光的措施和方法。系统设计满足了空间外差光谱仪对成像的要求,实现了照度均匀、低畸变、离焦情况下缩放比保持不变等。

十六烷基磺酸钠(SHS)与十二烷基苯磺酸钠(SDBS)之间的相互作用，导致SDBS/SHS 二元复配体系中SDBS组分的临界胶束浓度(CMC)发生显著变化。向SDBS/SHS 复配体系中添加相等物质的量(以SDBS 物质的量计)的羟丙基-β-环糊精(HP-β-CD)来降低SHS 对SDBS 检测光谱的干扰作用。结果表明，HP-β-CD 不仅具有增强SDBS荧光强度的作用，还可以显著降低SHS 对检测SDBS 产生的干扰影响。在SDBS/SHS 水溶液中，相比于形成胶束，SDBS 单体优先选择与HP-β-CD 形成包结物。Job′s 曲线表明SDBS 与HP-β-CD 按物质的量比1∶1 进行包结。加入与SDBS 相同物质的量的HP-β-CD 后，能显著降低SDBS/SHS 复配体系中胶束结构对SDBS 检测光谱的干扰。在临盘采油厂地层水水样中，该方法可以准确检测SDBS/SHS 复配体系中SDBS 的浓度(也适用于浓度大于CMC 的情况)，SDBS 的回收率为101.4%~102.0%。傅里叶变换红外光谱(FT-IR)及氢核磁共振(1H-NMR)分析表明，在SD ?BS/HP-β-CD 包结物中SDBS 分子的苯环基团更靠近HP-β-CD 分子宽口径端。

高光谱空间外差干涉光谱仪的光谱响应由窄带滤光片的光谱特性决定,由于窄带滤光片的制备水平与理论值存在差距,使得发生光谱展宽或波长漂移等现象,在空间外差光谱仪中形成高频和低频光谱混叠从而导致复原光谱失真.在分析滤光片对仪器光谱响应性能影响的基础上,通过在空间外差光谱仪核心干涉组件光栅的胶合过程中,根据窄带滤光片实测波长透过率曲线,利用可调谐激光器动态监测调整光谱仪基频波长的方法改善对其造成的光谱混叠.结果表明,通过实测滤光片特性调整光栅偏转角度来改变基频波长,可最大程度地有效利用仪器所能覆盖的光谱范围,根据干涉图的复原光谱信号可知试验装置的有效光谱范围从758~770.9 nm增加至756~770.9 nm.

为研究温度对星载空间外差干涉型光谱仪性能的影响, 分析了温度变化对光谱仪中准直镜头、 成像镜头以及干涉仪组件各光学系统组成部分性能参数的变化关系, 建立了温度对光谱仪谱线漂移影响的模型, 通过软件仿真和热光学实验对理论模型进行了验证。 结果表明, 良好的镜头光学设计方案可有效避免星载环境下温度对镜头组件光学性能的影响, 干涉仪组件温度变化会使系统基频变化直接导致光谱谱线的漂移, 同时温差过大会对光谱仪光谱分辨率产生影响, 使光谱谱线发生变形。 针对星载空间外差干涉型光谱仪中干涉仪组件的温控条件, 应依据基频、 结合光谱分辨率和带宽等性能指标提出严格的温控范围。

空间外差光谱技术综合了光栅衍射与空间调制干涉两种技术特点。由于干涉仪胶合与光栅刻划过程中存在误差，使得系统平场与理论设计值存在偏差。本文探讨了空间外差光谱仪系统平场定标的原理，通过干涉条纹频率公式推导出了系统平场定标的基本公式，设计了可调谐激光导入消散斑积分球定标方法及定标装置。针对中科院安徽光机所研制的用于大气CO2精细吸收光谱(1 575 nm吸收带）探测的空间外差光谱仪样机开展了平场定标实验。定标结果表明，仪器的实际平场波长比理论设计值向短波方向漂移了约0.05 nm，满足仪器设计要求。

论述了空间外差光谱技术在大气 CO2超光谱遥感探测中的应用。分析了高精度大气 CO2遥感探测所需的光谱波段、光谱分辨率以及信噪比等重要指标, 以此为设计依据, 开展了大气 CO2空间外差光谱仪核心元器件指标的计算。利用 Y-12飞机进行航空验证实验, 分别采集了农田、工业区、沙滩区域的 CO2吸收光谱数据, 并开展了数据处理, 获取了机载平台下的 CO2精细吸收谱线。初步的反演结果表明空间外差光谱技术能够满足大气 CO2等温室气体的遥感探测灵敏度要求。

在分析空间外差光谱仪干涉图生成及特点的基础上,提出了基于改进旋滤波的干涉图降噪方法。该方法是在干涉条纹的切线方向进行滤波,能够在不改变干涉图条纹细节的基础上减少干涉图中的随机噪声和暗斑噪声的影响。同时该方法还能有效降低平均光谱的背景噪声,提高特征光谱与背景噪声的信噪比,结果显示旋滤波方法对加入噪声前后干涉图的平均光谱背景噪声信噪比改善分别为47%和240%,能够将一些峰值较小的特征谱从背景噪声中提取出来,提高空间外差光谱技术对一些弱特征光谱的识别率。

在600 ℃下用自蔓延高温法制备了SrAl2O4∶Eu2+0.012 5, RE3+0.012 5 (RE3+=Ce3+, Pr3+, Nd3+, Tb3+, Dy3+), SrAl2O4∶Eu2+0.012 5, M0.012 5(M=Li+, Be2+, Cd2+, Mn2+, Cu2+, Ag+, Zn2+, Pb2+), SrAl2O4∶Eu2+0.012 5, Dy3+0.012 5, M0.012 5(M=Mn2+, Cu2+, Ag+, Zn2+)及SrAl2O4∶Eu2+0.012 5, Dy3+0.012 5, RE3+0. 012 5 (RE3+=Ce3+, Pr3+, Nd3+, Tb3+)四个系列21种掺杂的铝酸锶(SrAl2O4)稀土长余辉发光粉。 反应得到的产物疏松多孔, 有很强发射峰位于514 nm附近, 激发光谱为290～360 nm 的宽带激发峰, Dy3+对余辉时间影响最明显, Tb3+对发光强度影响最大, 组成为SrAl2O4∶Eu2+0.012 5, Dy3+0.012 5的发光粉的发光强度及余辉时间较好, 掺入锌离子后形成SrAl2O4∶Eu2+0.012 5, Dy3+0.012 5, Zn2+0.012 5可显著提高初始余辉亮度。