偏振干涉成像光谱技术以傅里叶变换光谱学为理论基础, 以一系列起偏/检骗器、 剪切分束器和延时晶体等双折射晶体材料为主要结构, 较之传统光栅式色散型光谱仪具有多通道、 图谱合一、 大光通量、 高信噪比和抗环境振动干扰等一系列优点, 并且结合多普勒光谱学相关原理和技术, 已被广泛应用在各种天文学和天体物理学测试与计量领域如空间遥感、 视向速度、 宇航飞行、 月球探测等。 但是许多前人研究工作中仍然存在两个尚未妥善解决的问题: (1) 视场受限。 普通型偏振干涉成像光谱仪存在远场条纹的弯曲而使系统视场角限制在±2°以内, 严重影响傅里叶变换后的光谱重构精度; (2) 相位热漂移。 晶体的热胀冷缩和双折射率之差随温度变化的特性导致像面干涉条纹发生随机抖动误差, 将严重影响以多普勒频移为原理的视向速度等测量精度。 因此, 首先引入一块半波片构成增强型的Savart剪切分束器实现主动的视场展宽, 可以使增强后的观察视场角达到±10°左右。 这一改进不仅提高了傅里叶光谱变换的算法精度, 同时也大幅增加光通量从而实现对微光光谱进行高信噪比的探测与标定。 另外, 为了消除环境温度造成的相位热漂移误差, 选用偏硼酸钡（α-BBO）和铌酸锂（LiNbO3）两种晶体进行精密组合匹配。 该关键技术利用这两种晶体的双折射率之差随温度变化的相反特性, 从而实现相位热漂移误差补偿。 实验证明, 在实验室环境温度下热相位漂移误差不超过0.02 rad。 通过这些方案改善偏振干涉成像光谱仪的测试精度, 拟实现对天文光梳以及其他大型天文光谱仪器快速而精确的标定与测试。

利用空间外差光谱仪理论模型对由两臂分束器、光楔隔片、光楔、光栅隔片及光栅组成的十胶合干涉仪组件各元件容差进行模拟，采用非序列仿真获取干涉图，经傅里叶变换后得到仪器入射光谱曲线，分析干涉仪组件中元件容差对系统性能指标产生的影响，指出了空间外差干涉仪各元件的加工和胶合容差。各元件的角度容差、中心厚度容差、光栅刻线密度、光栅刻线方向转角容差以及光谱仪两臂的一致性都会对系统性能指标产生影响。同时，根据上述容差约束制造的空间外差光谱仪样机经定标获取的系统性能指标与其理论设计一致性很好，满足系统的容差范围。

提出一种基于快速层次交替最小二乘非负张量Tucker分解的高光谱图像光谱信息压缩算法。 首先, 将干涉高光谱图像光程差方向的三维信息采用三维光程差方向提升小波变换（3D OPT-LDWT）进行分解, 将三维小波子带系数看作三阶非负张量, 采用快速层次交替最小二乘非负张量Tucker分解（FHALS-NTD）算法对进行分解, 得到核心张量和模式矩阵。 对每个模式矩阵进行量化, 对核心张量采用比特平面重要系数编码算法进行编码, 得出最终的压缩码流。 结果表明, 此压缩算法可以稳定可靠地工作。 与传统压缩算法比较, 平均信噪比提高了1.23 dB。 有效的提高了干涉高光谱图像压缩性能。

提出了一种干涉图预处理的新方法。该方法利用数学形态学的方法对干涉图进行有效区域的边缘提取，利用二维快速傅里叶变换迭代法对干涉图进行区域延拓，并采用非加权离散余弦变换最小二乘算法对干涉图进行波面统一，最终恢复出被测物体的表面面形，为后续结果分析奠定了基础。对一个实际SiO2薄膜样片进行了干涉图的预处理。结果表明，通过该算法得到的干涉图预处理结果，与Zygo干涉仪的分析测试结果基本一致。

利用现代干涉测量方法测量薄膜厚度具有全场测试、高精度和非接触性测量的优点,其核心是用合理的算法从干涉图中获得所需的被测面面形及参数。该方法的基础和关键是对所采集到的干涉图进行图像预处理。就干涉图的采集及其预处理技术提出了一种干涉图预处理的方法,该方法利用数学形态学对干涉图进行有效区域的边缘提取,利用二维快速傅里叶变换迭代法对干涉图进行区域延拓,并采用非加权离散余弦变换(DCT)最小二乘算法对干涉图进行波面统一,最终恢复出薄膜的被测面形,为后续精确获取薄膜厚度信息奠定基础。对一个实际SiO₂薄膜样片进行了干涉图的采集以及预处理。结果表明,通过本算法得到的干涉图预处理结果,与Zygo干涉仪的分析测试结果基本一致。

介绍了旋滤波算法中窗口大小变化对滤波效果的影响,得出旋滤波的窗口应该取在约1/4条纹宽度的结论。处理了大散斑噪声的干涉图,发现窗口尺寸必须超过散斑尺寸才能得到比较好的滤波效果。确定了旋滤波算法应用的范围是大于散斑尺寸,且在1/4条纹宽度处比较合适。针对滤波后条纹对比度降低的问题,使用灰度拉伸的方法进行对比度增强。

提出了一种利用广角迈克耳孙干涉仪在动镜固定的情况下,依靠视场角的变化以调制光程差来测量大气风场的新方法以及探测模式和装置设想; 采用干涉成像光谱技术对被探测源谱线为高斯轮廓时风场的速度、温度的测量进行了分析和计算。这种方法具有稳定度高、实时性好、精确度高、大视场和高通量等优点。

以上层大气中的气辉(极光)为被探测源, 利用干涉成像光谱技术和电磁波的多普勒效应对上层大气风场进行测量, 分析和计算了大气风场的速度和温度, 并就被探测源和探测器之间的相对速度与其连线成任意角时的情形进行了讨论。 采用计算机模拟, 分析了大气风场的测量效果。