火星探测是深空探测的重要组成部分,成像光谱技术对火星探测,特别是火星表面矿物成分等的探测有着十分重要的意义。AOTF光谱探测技术具有凝视成像、光谱分辨率高、电调谐波段选择、结构简单及轻量化的特点,十分适合于深空探测应用。本文根据火星探测的应用需求和探测器平台的设计要求,设计出一种基于AOTF原理的成像光谱仪。该仪器由前置光机系统和后置电子学系统组成,波段范围是550~1000nm,光谱分辨率为0.7~3nm。文章首先介绍了系统结构,阐述了光学系统、光机结构以及电子学系统的设计,实现了仪器的光谱和辐射定标;再将该仪器搭载在模拟火星探测器上对人工目标进行成像试验,并利用SpaceWire新型总线技术实现数据传输;最后对探测器实时下传数据进行快速处理,得到了被测物的高光谱图像,并实现了仪器数据链路演示验证。该原理样机的研制为AOTF成像光谱技术在火星遥感探测领域的应用奠定了技术基础。