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结合小型紫外光谱仪器设计原理对紫外成像光谱仪进行了研究。以离轴抛物镜为望远镜，超环面光栅为成像光谱系统设计了系统方案；该光学系统的优化设计就是对超环面光栅的参数设计。分析了光栅的光程函数和像差方程，总结了单超环面光栅结构的完善聚焦条件和完善成像条件；这两种条件无法在代数计算下得到完善代数解，限制了光谱仪的工作波段和视场，引入遗传算法解决了这个问题。以一工作波段为200-280nm的日盲紫外成像光谱仪为例对设计理论进行验证，根据优化理论计算了初始结构最优解并进行光线追迹模拟，成功得到了F数为5．7，焦距为1