编码孔径光谱成像仪由于其高光通量、高信噪比和灵活的编码方式等优点,现已成为成像光谱仪领域的研究热点。数字微镜器件(digital micromirror device,DMD)作为编码孔径器件的理想元件,为编码孔径光谱成像仪的开发提供新技术的同时也为光学系统的设计带来新的挑战。DMD的使用会降低光学系统的性能水平并增加系统设计难度。自基于DMD的编码孔径光谱成像仪诞生至今,各领域的研究学者对其进行了一系列的研究报道。这些研究主要集中在编码模板、图谱混叠、编码矩阵优化设计和图像复原等方面,很少有关于光学系统的研究,并且至今未有深入研究DMD对光学系统影响的报道。基于编码孔径光谱成像仪高性能和系统工程化的要求,以及DMD对光学系统影响研究的欠缺,本文进行了如下研究:1)研究两种结构形式的编码孔径光谱成像系统,结合结构形式和编码方式的特点,分析基于DMD的凝视成像式光谱维编码孔径成像光谱仪光学系统工作原理与光谱分辨率。2)基于DMD在光学系统中引起像差的成因及其在会聚光路中的成像特性,理论分析DMD对编码孔径光谱成像光学系统的影响,并提出相应的解决方案以减小DMD对系统像质的影响,指导光学系统设计。3)根据光学系统技术指标合理选取光学器件,确定各子系统参数,进行光学系统设计、像质评价与公差分析。最终实现了工作波段为700nm-1000nm,最高光谱分辨率为0.5nm,成像质量良好、系统公差合理的基于DMD的编码孔径光谱成像光学系统。