光谱成像系统是将光谱分析和成像技术相结合的光学系统,可以同时获取目标的二维的图像信息和一维的光谱信息,广泛应用于环境资源探测,气象观测预报,土地资源勘探等领域。而红外偏振快照光谱成像系统在光谱成像系统的基Regorafenib临床试验础上增加了快照成像和偏振探测功能。快照成像不需要分时扫描,提高了成像效率与系统稳定性,偏振探测提高了目标与背景的对比度。由于物体的偏振特性只与其自身的材料属性有关,Death microbiome在弱辐射和复杂背景条件下的目标探测时,红外偏振快照光谱成像系统具有识别率高、探测速度快的优势,在军事伪装识别,自然灾害事故监测,空间探测等领域具有广泛的应用前景。本论文开展了红外偏振快照光谱成像系统的理论研究、光学系统设计、物理光学仿真、平台系统搭建及图谱探测实验等工作,主要的研究内容如下:(1)提出了一种偏振探测与快照成像相结合的红外光谱成像系统。该系统由屋脊型阶梯微反射镜和分束器构成的静态干涉核心,通过引入偏振片阵列,同时获取目标的多通道偏振信息,通过透镜阵列同时获取目标的多通道干涉信息,实现偏振快照成像。对系统的干涉和成像过程进行了分析,给出了屋脊型阶梯微反射镜参数与系统光谱分辨率的关系;分析了系统杂散光的主要来源VX-661,并给出了抑制杂散光的方法;分析了偏振片的角度误差,给出了误差容限。(2)完成了红外偏振快照光谱成像系统的光学设计。基于系统设计指标,确定了系统工作波段、屋脊型阶梯微反射镜的尺寸以及线栅偏振片阵列材料与结构参数;前置和后置成像系统分别采用像方远心和物方远心光路,并进行了孔径匹配;通过红外光学材料匹配及光学二元面设计,实现了光学像差的校正。分析结果显示,后置成像系统传递函数MTF>0.5@17lp∕mm,畸变<0.15%。折、衍混合准直透镜的波像差RMS<λ/10。(3)完成了红外偏振快照光谱成像系统的物理光学传输过程仿真。采用光学仿真软件在非序列模式下获取了16×16偏振干涉图像阵列,进行了各斯托克斯矢量的光谱重构,验证了系统图谱信息偏振快照探测能力。(4)完成了红外偏振快照光谱成像系统的原理验证实验。搭建了偏振图谱探测系统光路,进行了系统偏振成像实验与图谱重构算法研究,获取了目标的偏振干涉图像阵列,重构了光谱信息。通过对得到的偏振图像进行图像解算,获取了目标的斯托克斯矢量图像,并通过图像融合,实现目标特征的提取。实验结果表明系统光谱分辨率7.8cm~(-1),斯托克斯矢量测量误差小于5%。