光谱仪是融合了光学技术、计算机科学技术、电子技术等于一体的基本光学仪器设备,是光谱分析的重要媒介。借助光谱仪我们可以对某些特定物质的成分、内部结构等特征进行测量和分析。随着光栅光谱仪在各个领域的迅速发展,光谱仪已经广泛应用于天文、国防、农业、生物等领域,并逐渐向高精度、便携、智能化方向发展。宽波段红外高分辨率光谱仪一直是空间和机载任务以及地基望远镜的挑战性课题。然而,由于传统光谱仪技术的能力有限,传统的傅里叶变换光谱仪具有极高的背景噪声,这限制了其观察微弱物体的灵敏度,并且体积、空间非常庞大,无法适应干涉仪臂的长扫描,无法满足高分辨率的要求。为实现远程物质中红外波段的探测研究的科学目的,本文进行了基于浸没式中阶梯光栅红外光谱仪技术的研究工作,对高色散衍射光栅与交叉色散光栅相结合的光谱仪进行了系统研究,主要研plant pathology究内容如下:1.介绍了中阶梯光栅的背景和发展过程,综述了平面反射中阶梯光栅、浸没式光栅在高分辨率光谱仪中的优势及相关应用国内外研究现状,分析了平面反射式中阶梯光栅在红外波段应用局限性。2.根据设计参考指标和相关理论进行光谱仪光学系统设计。提出了基于离轴三反光学系统(Tselleck NaporafenibMA)的中红外高分辨率浸没式光谱仪(λ～3.3μm,R～30000);结合中阶梯光栅理论进行交叉色散光谱仪的设计。利用离轴三反光学系统无色差、大视场、紧凑性等NSC 125973体内实验剂量优势,实现光谱仪的高分辨率、轻量化设计。3.提出了双光栅浸没式光谱仪。利用凹面光栅的聚焦和色散双重作用,简化系统结构;并且凹面光栅Wadsworth装置下,提高了系统光通量。通过光学设计软件Ansys Zemax将Czerny-Turner光谱仪与浸没式光栅结合。分析了成像性能与光学参数的关系,并在此基础上提出了该类型光谱仪的详细设计方法。同时对会聚系统进行了无热化设计;通过点列图,能量集中度等指标对系统进行光学评价。4.对浸没式光栅的分光技术进行研究,从红外材料的光学特性入手,分析影响浸没光栅材料的关键因素。同时对光栅的参数包括闪耀角、光栅常数、衍射面积等进行计算;分析讨论了材料内部吸收损耗、介质面菲涅尔损失;基于严格耦合波方法(RCWA),通过Rsoft软件Diffract MOD模块以及Gsolver光栅设计软件对浸没式光栅在中红外波段TE/TM反射特性以及场分布进行了分析。5.对光学系统进行杂散光分析,分析了浸没式光栅光谱仪杂散光的来源。结合光学设计软件Ansys Zemax以及杂散光分析软件Tracepro进行建模仿真,计算了系统外内杂散光抑制指标——点源透射比(PST)和有效发射率(Effective Emissivity),结果表明杂散光抑制能力满足使用要求。