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在甄选遥感载荷的设计方案过程中，技术成熟度高的色散犁光谱成像仪备受青睐。其中，基于Dyson同心折返结构的色散型光谱成像仪存轻小型化和高光通量方面展现的优异性能，引起了人们关注。 针对高性能和轻小型化光学载荷的需求，在可见近红外波段(350-1050 nm)，本文设计了一款高性能和轻小型化的Dyson光谱成像系统(High-performanceMiniaturized VNIR Dyson Imaging Spectrometer，HM-VNIR-DIS)。基于凹而光栅分光的Dyson光谱成像系统像差模型，给出了初始结构参数的确定流程。仿真结果表明:HM-VNIR-DIS与美国加州理工学院喷气推进实验室(JPL)研制的PRISM(Portable Remote Imaging Spectrometer)设计指标近似，但结构更加紧凑，在轻小型化上表现更加出色。在海岸带、水色监测等领域具有潜在应用价值。 针对很多物质存近红外波段(900-1700 nm)具有的独特光谱特性，本文设计了一款基于曲面棱镜分光的Dyson光谱成像系统。基于曲面棱镜分光的Dyson光谱成像系统像差模型，确定了系统初始结构变量和系统自由变量。结果表明:两片曲面棱镜通过非胶合的方式实现了高光谱分辨率要求并提高了光谱均匀性;基于曲面棱镜分光的近红外Dyson光谱成像系统具有高光通量、系统结构紧凑、线色散均匀和谱线级次单一等优势。为遥感、食品安全和制药等领域提供了一个高光通量和轻小型化的近红外高光谱成像系统设计方案。 阐述了光谱成像仪前置望远系统的设计要求，并给出了双高斯系统、R-C系统和TMA系统的设计例子，阐明了它们的技术优势与适用场合。最后，给出了基于曲面棱镜分光的近红外Dyson光谱成像仪的一体化设计。