Offner型成像光谱仪将成像和光谱技术相融合,可获得目标表观和光谱图像,实现图像光谱融合。通过对不同波段图像对比,增强了目标的可识别性,可广泛应用于对地监测、水质监测和生物医学领域。其中Offner型曲面棱镜光谱仪成像的非线性问题比较明显,对光谱成像性能有较大影响。因此,校正Offner型曲面棱镜光谱仪成像非线性问题具有非常重要的意义。本文围绕Offner型曲面棱镜光谱仪设计了曲面棱镜Offner高光谱成像系统和改进型曲面棱镜Offner高光谱成像系统。利用折射球面球差为零的优点,设计了同心结构曲面棱镜。为校正系统成像的非线性,推导了消非线性玻璃组合。依据光谱仪的规格要求,选择了Offner中继反射系统。考虑到缩短系统的设计时间,推导出光线在单个折射球面和球面之间传播的公式,并编写了系统初始结构程序。通过设计的程序可得到一个好的初始结构,并在初始结构基础上,设计了满足要求的光谱仪。依据评价设计光谱仪的像质,判断光谱仪是否满足设计要求。根据当今加工装调工艺水平,对满足设计要求的光谱仪进行公差分析,并判断光学系统性能在公差下是否符合要求。本文设计的曲面棱镜Offner高光谱成像系统能够满足一般应用领域要求,尤其是改进型曲面棱镜Offner高光谱成像系统校正成像非线性,可获得更好的成像质量。