近些年,超光谱成像技术是新一代光电探测技术,由于持有的成像和光谱探测兼具的优点,广泛应用于地理遥测、医疗光谱诊断、军事侦察、监视等多个领域。由于声光可调滤波器Acousto-optic tunable filter (AOTF)具有体积小、无移动部件、通光孔径和入射光孔径大、灵敏度高、衍射效率高等优点,所以本文主要围绕基于AOTF的超光谱成像技术展开研究。本文介绍了超光谱成像及AOTF的国内外发展现状和趋势,阐述了AOTF的工作原理,通过AOTF的主要性能指标明确AOTF的结构和主要参数。论文主要针对基于AOTF的超光谱成像实验系统进行了深入的研究。当超光谱系统对同一目标成像时,AOTF在扫面不同的光波长时,由于波长不同其焦距也不同,会聚的像点位置也就不同。对于放置在一定位置探测器CCD要想获得来自不同波段的光谱图像,这就对光学设计提出了复消色差的要求。由于光学系统的谱段较宽(400～1000nm),所以选取了萤石(CaF2)对系统的二级光谱进行校正,其设计结果不仅实现了复消色差,而且在各波段光谱内均满足成像要求。