偏振成像系统与传统光学成像系统相比,其成像的特殊性在于成像结果中包含了传统成像系统所不能提供的偏振信息。正是由于偏振信息的存在,对于那些传统成像手段难以探测到的目标、易受杂乱背景信息影响的目标,偏振成像系统可以有效的识别和检测。近年来,偏振成像技术已经取得了飞速发展,对偏振成像系统的成像质量的要求也越来越严苛,因此对偏振成像系统成像性能的精准评估和优化是国内外的一大研究热点。另一方面,光学传递矩阵作为一种偏振成像系统成像性能的方法,具有更高客观性、更高的可靠性、应用的光学系统范围更加广泛等优点,为偏振成像系统成像质量的评估打开一种新局面。本文将基于光学传递矩阵的方法对偏振成像系统的成像质量展开研究。首先,介绍了偏振成像系统原理和光学传递矩阵理论,确定了基于相关运算的光学传递矩阵的求解方案,研究了由四分之一波片与成像透镜所组成的偏振成像系统。假设偏振成像系统中四分之一波片为理想波片,系统中的像差为由透镜所带来的纵向离焦、横向离焦、像散、场曲、球差、彗差以及畸变七种像差,基于光学传递矩阵理论和像差理论,确定了分别含有七种像差的偏振成像系统的偏振像差矩阵。其次,基于所得到的偏振成像系统的偏振像差矩阵,按照光学传递矩阵的求解过程编写程序。使用MATLAB软件模拟出不同f数、不同种类的像差、同种但不同程度的像差的偏振成像系统光学传递矩阵的结果,并与无像差的偏振成像系统所得到的结果进行对比,得到了偏振成像系统的像差与光学传递矩阵图像之间的对应关系。进一步地,本文通过MATLAB软件设计了用于表征偏振成像系统像差的软件,其目的主要是为了简化运算,方便用户的操作,也便于对偏振成像系统像差的进一步研究。最后,为了验证光学传递矩阵评价偏振成像系统成像质量的正确性,使用光学传递矩阵的方法研究了涡旋半波延迟器的成像性能。理论研究了不同参数下涡旋半波延迟器的光学传递矩阵情况,通过对得到的结果进行对比分析,得出了涡旋半波延迟器可以实现偏振成像系统的超分辨成像。