成像光谱仪同时具有传统光谱仪获取目标光谱信息功能和传统成像遥感仪获取目标影像信息的功能，是一种光谱技术与成像技术有机结合的新型光学遥感仪器。为了能够给后期宽波段平面光栅型成像光谱仪研制提供较为理想的光学系统结构，本文对宽波段成像光谱仪的应用需求、系统分类、像差理论、结构特点、设计方法进行了研究。本文在介绍成像光谱仪相关基础理论的前提下，提出以光栅为分划点分别校正前后光路的像散从而完成系统像散校正。并以该设计思想为指导设计了基于双柱面镜系统的Czerny-Turner成像光谱仪光学系统结构。为满足成像光谱仪光谱分辨力与空间分辨力的要求，在光学设计前首先分析了成像光谱仪的像差理论，接着针对该结构分别讨论了其对应的消像散条件，然后分析并得出其对应的宽波段成像条件，最后设计出宽波段平面光栅型成像光谱仪系统，其光学结构满足设计指标。设计的宽波段平面光栅型成像光谱仪的工作波段为200-700nm。基于双柱面镜系统的成像光谱仪，其光谱仪系统的准直光路与聚焦光路同样采用双柱面镜系统结构，全系统中只有柱面镜与平面光栅，易于加工与装调，但由于反射面较多，光能利用率不是很高。成像光谱仪系统光谱分辨力优于3nm，MTF在25lp/mm时，全波段全视场对比度优于0.4。本文还提出了消像散型Czerny-Turner成像光谱仪的一种畸变校正方法。首先分析了光栅在不同位置所得图像的差异，并给出校正方法和公式，接着分析了光栅在1级位置时不同波长对重建图像的影响和公式推导，然后分别给出了基于柱面镜和基于超环面的成像光谱仪畸变校正系数公式，最后通过理论计算、ZEMAX光线追迹仿真和实际光谱成像测量验证了畸变校正系数公式的正确性以及畸变校正方法的易于操作性。该畸变校正公式和方法能为其他准直光工作条件下离轴结构色散型成像光谱仪的畸变校正研究提供参考。