光谱成像技术由于其同时具备空间分辨能力和光谱分辨能力,因此近年来,在军事侦察、精细农业、生物医学等领域有着广泛应用前景,引起了愈来愈多的关注。分光元件是光谱成像仪器中的核心部件。分光元件的性能直接决定了光谱成像的质量。作为一种新型的分光元件,声光可调谐滤波器(AOTF)体积小、重量轻,结构固定,无活动部件,通光孔径和入射光孔径大,衍射效率高,可进行宽范围内的灵活快速调谐,这些优点是传统分光器件无法比拟的。因此发展AOTF在光谱成像领域的应用已逐渐成为国际研究的一大亮点。而我国在开展声光可调谐滤波技术在光谱成像领域研究的应用起步较晚,目前还未进入实用化阶段,仍需要进行大量的研究。因此,本文围绕基于声光可调谐滤波的光谱成像技术进行了深入的研究。在了解到利用两个声光可调谐滤波器的适当组合可以有效提高光谱分辨率的新方法,并进行深入研究后发现,适当对该方法加以改进不仅可以有效提高光谱分辨率,而且可以提高空间分辨率。本文在此基础上首先完成了两个声光可调谐滤波器整体的空间分辨率的分析;接下来详细讨论了如何合理设计两个滤波器以提高空间分辨率的方法,并确认了该方法在提高空间分辨率的同时依然能很好的提高光谱分辨率。然后本文对双晶体滤波器的具体参数进行了实际设计,并对双晶体滤波器的光路进行了改进,进一步提高了双晶体滤波器的空间分辨率。最后对所设计的滤波器的空间分辨率和光谱宽度进行了详细计算。