太阳辐射变化对地球环境影响巨大,监测太阳辐射可为人类生产生活提供巨大便捷,并且可以根据太阳辐射变化因地制宜保护环境,从而促进人与自然和谐相处。目前对太阳辐射监测大多集中在太阳总辐照度领域,而对太阳光谱辐照度监测由于技术等原因导致进展缓慢,缺乏有力数据。因地球中水、大气、陆地等对太阳光谱具有选择吸收性,故迫切需要研制监测太阳光谱辐射变化仪器。针对于此,开展宽波段太阳光谱辐射仪的研究,设计了仪器的光路与机械结构,对仪器进行光谱定标与辐射定标。首先,分析太阳辐射的测量原理与仪器常用的评价参数。根据仪器的性能指标并对比分光元件优缺点确定分光元件选择为f(?)ry棱镜。根据棱镜结构特点,理论计算棱镜的夹角与入射光线进入棱镜的入射角。主光路采用反射镜扫描,单元探测器采集信号,从而实现光谱范围为400nm～2500nm太阳辐射测量。为提高主光路测量精度,采用激光灯、凹面反射镜、CCD探测器组合成参考光路对仪器进行光谱定标。通过光学设计软件对光路进行优化,根据光学成像原理设计了仪器两条光路形式,对比两种主光路特点。确定较优化光路方案,得出合理的光学设计方案。其次,根据光路方案与所选光学元器件,设计精密的机械结构对元件进行固定。根据室外运行环境设计仪器的密封结构。对机械结构进行有限元分析,得出理论情况下仪器应力与应变情况,并根据结果改进仪器结构。通过软件模拟得出仪器的固有频率,使得在仪器运行过程中避开其固有频率,得出合理的机械结构。最后,使用激光灯分别对仪器的可见波段与红外波段进行光谱定标实验。采用实验结果与棱镜色散方程相结合的方式实现仪器的高精度光谱定标,分析得出光谱定标不确定度优于0.5nm。采用标准灯对仪器进行辐射定标。将定标好的仪器放于室外运行并将结果与modtran4模拟对比,结果高度吻合。仪器在室外运行可靠与安全,显示设计的合理性。