高光谱Mueller矩阵成像技术能够实现空间图像,光谱图像和Mueller矩阵图像的同步一体化获取,能够对探测目标反射或透射光频率信息和偏振信息进行精细化地测量,反映目标的物质材料组成和表面结构特征,在生物医学、食品安全、刑侦物证鉴定等方面具有重要意义和应用价值。本文提出了一种基于铁电液晶（ferroelectric liquid crystal,FLC）的傅里叶变换高光谱Mueller矩阵成像技术,将干涉光谱成像技术和Mueller矩阵成像技术相结合,利用了干涉光谱成像的高光谱分辨率和高光通量的优点,使目标的Mueller矩阵成像探测更加准确并能够实现更多波段的Mueller矩阵成像,提高了目标探测的信息丰富度。整个高光谱Mueller矩阵成像系统结构简单,紧凑,易于装调,是光谱Mueller矩阵成像技术的一种新思路。本文采用一片双折射剪切板和一片双折射补偿板的干涉光谱成像方案,较好地抑制了光程差非线性和纵向视场光谱分辨率的不均匀性。偏振态发生器和偏振态分析器均采用2片波片和2片FLC的结构,并用遗传算法对FLC和波片的快轴角度进行优化设计,显著降低了系统的噪声和误差传递。本文首先介绍了高光谱Mueller矩阵成像的基本原理,从傅里叶变换光谱探测技术出发,增加光谱信号的偏振调制信息,推导出光谱Mueller矩阵的求解公式并讨论了偏振调制机理和光谱复原理论。随后,详细分析了双折射晶体中o光和e光的传播规律,利用波法线分析方法推导出单片双折射平板的光程差公式,根据系统对光谱分辨率和光通量的要求并抑制零光程位置偏差和二次项光程差,设计了双折射干涉器中剪切板和补偿板的厚度及通光孔径,并对双折射干涉器的光程差非线性、总光程差差异和干涉条纹进行了分析。接下来对目标Mueller矩阵测量的误差理论进行讨论,利用矩阵分析中条件数的概念对Mueller矩阵测量的噪声和误差传递方程进行推导,在矩阵条件数最小化的条件约束下,采用遗传优化算法求出误差函数值最小时的相位延迟器件快轴角度并将优化结果和未优化结果通过添加误差和噪声的方式进行了仿真和对比,验证了优化设计的必要性。最后在实验室搭建了高光谱Mueller矩阵成像装置,对装置的光学器件进行了精确装调,用该装置进行了光谱偏振成像数据采集及光谱图像和Mueller矩阵图像的复原,得到了较好的复原结果,结合目标特点对复原结果进行了分析讨论,证实了本文所提出的方法的可行性和有效性。