系统地分析了各种快照式光谱成像技术并进行了对比。依据光谱数据立方体分割到2D空间进行成像的方法，将不同的快照式光谱成像技术分成图像分割、孔径分割、光路分割和频率分割4类，按类别探讨了17种技术方案的原理、优点、缺点与现状,从空间像素数与光谱通道数权衡、图谱匹配、空间采样连续性、光能利用率及动态范围5个方面进行了对比和展望。研究结果有助于相关领 域学者快速全面地了解快照式光谱成像仪的研究现状，为进一步提升其综合性能奠定基础。

为了提高微光成像质量, 实现针对动态目标或变化场景的实时性成像的需求, 基于偏振成像原理, 并结合孔径分割技术设计了微光偏振实时成像光学系统。光学系统采用共口径四通道阵列结构, 将4个待测偏振态分成4个独立的成像通道, 通过子孔径成像镜组对探测器靶面进行四象限分割成像, 每个偏振通道通过放置起偏状态不同的偏振片获取目标不同偏振态的强度图像, 从而实现实时偏振成像。光学系统的设计焦距为100 mm、系统整体F数为1.2、工作波长范围为0.4 μm～0.85 μm、最低工作照度为1×10-3 lx、可输出1 080 pixel全高清图像。系统光学总长为167.5 mm, 单通道镜头的MTF值在40 lp/mm处全视场均高于0.57。

基于孔径分割的全斯托克斯测量仪可以获取目标的全部偏振信息, 但是偏振探测仪器自身的误差会影响测量结果的准确度, 因此需要对测量仪获取斯托克斯矢量[S0, S1, S2, S3]时的测量误差进行分析。首先, 研究了偏振光学中斯托克斯矢量相关理论; 其次, 介绍了基于孔径分割的全斯托克斯测量仪的工作原理和测量原理。然后, 分析了测量仪获取斯托克斯矢量时的误差源。最后, 仿真分析了该误差源对斯托克斯矢量和目标偏振信息(偏振度、椭率角和方位角)的影响。最终仿真结果表明: 波片相位延迟量±5°时, 偏振度和椭率角的相对误差为1.16%、4.55%, 波片快轴方向相对于x轴的角度为±2°时, 方位角的相对误差为7.68%; CCD探测器的噪声信噪比为40 dB时, 偏振度、椭率角和方位角的相对误差约为1%。分析结果为实验装置元件参数的选择提供参考依据, 为基于孔径分割的全斯托克斯测量仪的优化提供理论支持。

基于双半圆孔衍射的基本原理,通过对其两部分分别施加不同的相位,利用衍射图样,进行了相位信息提取研究.在仿真的基础上,将实验所得结果与其进行了对比,二者得到很好的吻合.结果表明,该方法可有效提取出相位信息,从而为分立表面的大型光学镜面各单元的精确定相提供了一种简单有效的方法.