宽视场大相对孔径高光谱成像仪已成为航空海洋水色遥感等领域的应用需求。根据宽视场和大相对孔径的研究目标，采用离轴Schwarzschild望远成像系统和改进型Dyson光谱成像系统匹配的结构型式，设计了一个视场为40°、相对孔径为1/1.8、工作波段为0.35~1.05 μm的航空遥感高光谱成像仪光学系统。基于像差理论，分析了改进型Dyson光谱成像系统球差校正原理，运用光学设计软件Zemax对高光谱成像仪光学系统进行了光线追迹和优化，并对设计结果进行了分析。分析结果表明，设计的光学系统在各个波长

根据所研制超光谱成像仪的性能指标和应用要求，设计可用作超光谱成像仪前置系统的连续变焦光学系统，具有相对孔径大、工作于可见光波段、中等焦长、光能利用率高和像方远心等特点。详细介绍变焦距光学系统的结构选型及其初始结构计算方法。设计的变焦距光学系统采用机械补偿法，变倍比为4×，相对孔径为1∶2，在宽视场（8°）和窄视场（2°）端的焦距分别为55 mm和220 mm。系统畸变小于0.6%，在66 lp/mm空间特征频率处的调制传递函数值大于0.5，能够满足超光谱成像仪的使用要求。

根据研制宽视场大相对孔径高光谱成像仪的性能指标和应用要求，研究与设计了结构简单的凸面、凹面反射镜组成的偏视场两反前置系统。基于高斯光学和利用杨氏公式的像散分析，在系统焦距归一化条件下，凸面反射镜顶点曲率半径的取值区间为[2.5 mm, 3.24 mm)。给出根据指标要求确定系统初始结构参数的方法与结果。例如，优化设计得到的偏视场无遮拦像方远心两反前置望远物镜的工作波段为0.4~1.0 μm、相对孔径为1/1.8、视场角为40°。此镜头的两块反射镜面形均为扁球型二次曲面，具有结构简单、成像性能接近