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大孔径空间外差干涉光谱成像技术是一种具有超高光谱分辨率、高光通量、高稳定性的新型傅里叶变换光谱成像技术。该技术结合了空间外差光谱技术(SHS)与大孔径静态干涉光谱成像技术(LASIS)的优点：一方面,在LASIS的基础上引入一对平行光栅,使得干涉图频率产生外差的效果,降低了干涉图频率,从而可以在一定光谱范围内用很少的采样点数实现很高的光谱分辨率；另一方面,系统中不存在狭缝,具有点到点成像的特点,且采用Sagnac共光路设计,保持了LASIS高光通量、高稳定性的特点。大孔径空间外差干涉光谱成像技术的高光谱分辨率、高光通量与高稳定性的特点尤其适合于微弱信号的高光谱探测,满足了高光谱遥感监测的需求。本文对这种新型的大孔径空间外差干涉光谱成像技术进行了系统性的研究,主要内容包括：1.归纳总结了光谱成像技术的发展现状与发展趋势,详细介绍了拥有超高光谱分辨率的空间外差光谱技术的研究现状与应用方向。2.在介绍傅里叶变换光谱技术和空间外差光谱技术基本思想的基础上,详细阐述了大孔径空间外差干涉光谱成像技术的基本原理,建立了该技术的基本理论体系。3.对大孔径空间外差干涉光谱成像技术进行了光学系统建模,采用光线追迹的方法仿真得到钠灯的干涉图像：进一步搭建实验验证装置得到了钠灯的实际干涉图像。两者得到的干涉图相一致,并利用光谱复原方法均反演出了钠灯光谱的双峰结构,验证了大孔径空间外差干涉光谱成像技术的理论正确性。4.在系统主要部件误差容限分析的基础上设计并研制了首台大孔径空间外差干涉光谱成像技术原理样机,总结了系统装调方法。利用分辨率靶标对样机成像质量进行了测试,并利用可调谐激光器对其进行了光谱定标。5.利用原理样机分别对单波长均匀面光源和外场实景进行了推扫成像实验。通过数据处理,实现了目标原始图像到图谱数据立方体的数据反演,得到了高分辨率的目标光谱数据,与MODTRAN仿真结果一致。6.提出了一种基于Mach-Zehnder干涉仪的空间外差光谱技术,阐述了该技术的基本原理,通过光学系统建模与仿真验证了原理正确性。该技术十涉图频率与对应的入射波长具有完全线性关系,可实现宽谱段范围探测,同时具有双光路输出的特点。