太陽中の赤外線スペクトルCO 4.66 μm波長の観測を実現するために、中心波長4.667 μmの高分解能中赤外分光器を設計した。科学観測ニーズに基づき分光器の技術指標を分析し、赤外装置の背景放射を低減するために分光器全体を真空冷却環境に配置した。高分解能観測要件を達成するために、中階段の回折格子を分光素子として採用し、より良好な像質を得るとともに光路圧縮を目的として、リットロ構造と軸外三反射非点収差補正技術を組み合わせた光学設計を採用した。軸同心三反射系の幾何光学像形成理論に基づき、軸同心三反射構造、軸外三反射構造および分光器構造の解法と設計最適化手法を検討した。分光器の焦点距離は1300 mm、開口数は0.035、視野は20.3'×0.158'、システム全体の寸法は700 mm未満である。結果は、動作波長範囲内で分光器のスポット図の二乗平均直径が5 μm未満であり、エネルギーが1画素サイズの範囲内に集中しており、分光器のシステム設計結果が要件を満たしていることを示している。

光学設計;中赤外;分光器;中階段回折格子;リットロ;軸外三反射非点収差補正