衍射透镜成像光谱仪在油气泄露检测、SF6探测、战场烟雾探测等方面具有良好应用前景。本文介绍其工作原理，建立数理模型，根据各波段图像混叠的规律，研究复原出物光谱图像信息的方法。首先，阐述课题的应用背景和研究意义，介绍国内外在衍射透镜成像光谱仪方面的研究状况，概述本文的研究内容。然后，从衍射透镜的色散特性和成像特性出发，描述衍射透镜成像光谱仪图像采集过程和系统的数学模型。分析无像差时表征系统性能的点扩散函数，推导系统光谱分辨率的计算公式。分析衍射透镜成像光谱技术中，系统横向放大率随波长变化引起的问题并提出解决的方法。其次，根据像方各波段图像相互混叠的规律，优选合适的图像复原算法恢复物的光谱图像信息。介绍、比较和分析邻域法、受限迭代法复原光谱图像的原理，将正则化逆滤波法应用于本文的图像复原。指出正则化逆滤波法具有在较受限迭代法短的时间内，得到比邻域法更理想的复原结果的特点。再次，介绍图像复原算法的验证实验。描述衍射透镜研制过程和实验过程，展示图像复原达到的效果。分析比较最近邻域法、正则化逆滤波法和JVC迭代法的处理效果和它们的优缺点。最后，总结全文的内容，提出下一步工作的建议。