本发明涉及光谱成像技术领域，具体提供一种阵列化集成芯片式偏振成像光谱仪及偏振图谱重建方法；目标光场经望远系统进入偏振调制系统中，通过调整偏振调制系统中两个高阶相位延迟器的快轴方向与偏振片的透光轴方向实现对目标光场的斯托克斯偏振参量的调制及所有斯托克斯偏振信息的有效探测；偏振调制系统的出射光被分色镜被分为两束，并分别射入可见近红外和短波红外对应的成像物镜和成像光谱芯片中；采用基于超表面的成像光谱芯片配合多模式空分复用实现多模态光谱调制，有效提升光谱分辨率；提出的偏振图谱重建方法采用光谱编码孔径配合神经网络的偏振图谱信息解调技术，实现光场光谱信息、图像信息及偏振信息快照式集成高分辨率探测。