偏振光谱成像技术作为光谱成像技术和偏振成像技术的综合,为目标的探测和识别提供了更加丰富的信息源。非共线声光可调谐滤波器(AOTF)通常被用作光谱分光器件,但同时它能衍射出偏振方向相互垂直的线偏振光,使其在偏振光谱成像技术上有着巨大的应用潜力。成像系统性能评价在光电成像系统的性能评估、校准装调及优化设计等方面有着重要的作用。像质评价作为成像系统性能评价的重要方面,通常以星点法、分辨率法和传递函数法来评价光学系统的像质,但这些传统方法无法表示偏振信息和光谱信息的变化,不完全适用于AOTF偏振光谱成像系统。针对上述问题,本文做了如下研究：首先根据AOTF的工作原理,提出了基于AOTF和液晶相位延迟器(LCVR)的全偏振光谱成像系统方案；利用全链路的方法对光能量的传播进行了分析,将偏振光谱成像链路分为4个模块,分别为大气辐射传输、光学系统、探测器和平台系统,并对各个模块的调制传递函数(MTF)分别进行建模仿真。其次从光的偏振态及其描述出发,分析了本文提出的基于AOTF和LCVR的偏振光谱成像系统的全偏振探测原理；引入光学传递矩阵,将传统光学传递函数扩展为矩阵形式,用光学传递矩阵来分析和评价AOTF偏振光谱成像系统的成像质量。最后利用成像链模型和光学传递矩阵,在MATLAB环境下对AOTF偏振光谱成像系统进行了全链路仿真,并通过实验对仿真结果进行了分析。结果显示,利用全链路的方法分析偏振光谱成像系统,并结合光学传递矩阵理论能够较为全面和真实的对偏振光谱成像系统的成像质量进行评估。