铁电液晶偏振态分析器(PSA)是宽波段偏振成像的核心组件，其抑制噪声的能力对偏振测量结果具有重要影响，因此解决宽波段铁电液晶PSA优化设计问题具有重要意义。根据宽波段偏振成像测量的基本原理推导出铁电液晶PSA的斯托克斯测量矩阵，采用遗传算法和条件数 (CN)、同样加权方差(EWV) 评价准则对偏振器件的方位角参数进行优化设计，得到铁电液晶PSA的最佳器件组合方式和方位角参数。最后，根据优化设计结果搭建多波段实验装置，对3D眼镜和偏振片进行成像测量实验。实验结果表明利用所设计方法实现的偏振测量装置能够有效测量出目标的偏振特性。

光谱和偏振辐射特性是实现精细目标识别的重要光学参量, 融合光谱和偏振信息分量的光谱偏振成像探测技术有效利用两者的互补性, 提高在复杂背景环境下的目标识别能力, 在环境监测、**侦察和大气分析等领域具有巨大的发展潜力。围绕目标的光谱和偏振信息探测问题, 研究了一种基于微偏振阵列的干涉型高光谱偏振成像技术。在研究Sagnac干涉型高光谱成像技术的基础上, 利用微偏振阵列调制原理引入Stokes偏振分量信息探测。通过分析系统的工作原理, 设计了系统的干涉成像光路模型, 并对光谱信息反演方法以及偏振信息提取方法进行了讨论分析。搭建了实验装置, 对实际场景目标进行了光谱偏振成像实验, 得到了较好的实验结果。研究表明: 该光谱偏振成像技术不仅具有高光通量、高光谱分辨率的优点, 而且能够实现偏振信息的同步获取。

针对傅里叶变换光谱仪中的非线性光谱复原精度低的问题，研究了一种基于快速高斯网格(FGG)法的非线性光谱复原方法。首先研究了基于FGG法的非均匀傅里叶变换理论，利用仿真结果验证了FGG法的高复原精度及其可行性。搭建了双折射偏振干涉光谱测量实验装置，利用该方法对非等间隔采样的干涉信号进行了光谱复原处理，复原结果与光谱仪的测量结果基本一致。理论仿真和实验结果均表明，采用FGG法能够有效实现非线性光谱复原。

干涉型高光谱成像技术可以探测目标的空间信息以及光谱特性，在生物医学、材料分析、食品安全和文物考古等领域发挥着重要作用。基于对称楔形干涉腔的高光谱成像方法为光谱探测提供了一种新的技术途径，通过分析系统的干涉原理和工作方式，研究其光谱复原方法。提出干涉图像的校正补偿算法，较好地消除了像面暗斑对光谱复原的影响。针对系统整体推扫的工作方式，研究了基于局部相位相关的快速亚像素图像配准算法，能准确提取目标点干涉数据。对系统光谱传递矩阵进行讨论，提出基于矩阵反演的光谱复原方法。研制原理样机，对场景目标进行光谱成像实验，得到了初步的复原结果。