针对制冷型320×240凝视焦平面探测器,设计了一个仅有6片透镜的紧凑中波红外连续变焦系统.该系统由机械补偿变焦物镜系统、二次成像系统和两个反射镜构成,可实现27.5～458 mm连续变焦,满足100%冷光阑效率.设计结果表明,该系统具有透过率高、变倍比大、分辨率高、体积小、像质高等优点.

随着紫外探测技术的不断发展，氧化物材料在紫外探测领域表现出传统探测器所不具备的优点而成为近年研究的热点，是继红外探测技术之后又一快速发展的军民两用探测技术。然而，氧化物基紫外光电探测器的广泛应用，仍然面临一些问题。本文对国内外紫外探测技术的应用和发展历史进行了概述，并对3种金属氧化物紫外探测材料的晶体结构、性质及其器件研究进展进行了概括和讨论。最后，针对氧化物基紫外探测材料及器件在研究中所面临的问题，进行了分析，并对氧化物基紫外探测技术的发展进行了总结与展望。

在市场需求驱动下，非制冷红外测辐射热计阵列在多个领域正逐步应用，对其激光干扰的研究也被提上了日程。本文以多晶硅探测器为例，结合非制冷微测辐射热计阵列的构造和工作原理，分析了激光辐照作用下的温度响应；通过10.6 μm连续激光的辐照实验，得到了像元阵列进入不同损伤状态对应的激光功率范围，分析了激光损伤的热效应机制，指出干扰面积大于光斑面积是由于热量的“倒灌”；将战场上激光传输的影响简单等效为斩波调制，研究了调制频率和占空比对激光干扰效果的影响。经分析得出，在调制频率100~500 Hz、占空比0.1~0.5的范围内，连续激光对非制冷微测辐射热计在传输等效调制频率较低、占空比较大的条件下能得到更好的干扰效果。

针对导弹口径微小化的需求，为解决微小型导引头无法全方位扫描的问题，提出一种微小型滚仰式红外导引头光机轴系一体化结构。该光机结构把经典滚仰式导引头两根独立俯仰轴与光机结构本体设计成一体，通过红外探测器固定连接的方式让整体结构更加紧凑并兼具焦距微调功能，在保证成像质量的同时大大减小了光机结构的体积。将建模后的光机结构进行有限元热力耦合分析，在导引头温度、位置和角度等8组极限工作情况下，得到结构件和镜片的热变形。分析结果表明，提出的光机结构满足微小型（80 mm）、抗冲击（10g）和高低温（－40℃~60℃）工作要求，可以预测实际使用时的工作情况，对设计具有重要的指导意义。

偏振成像技术的优势是把信息量从3个自由度，即光强、光谱和空间，扩充到7个自由度，包括光强、光谱、空间、偏振度、偏振方位角、偏振椭率和旋转方向，这种观测信息量的丰富有利于提高对研究目标探测的精确度。本文首先介绍在近几十年内偏振成像技术在国内外的研究进展，其次介绍偏振技术在军事及民用领域的典型应用，最后对我国在偏振成像技术方面存在的问题给出合理的建议。

随着红外探测技术的迅速发展，如何提高军事目标的红外隐身能力成为一个亟待解决的难题，研究红外隐身材料有着十分重要的意义。本文简要分析了红外隐身材料的隐身机理，综述了低红外发射率材料、控温材料、光子晶体以及智能红外隐身材料等4类红外隐身材料近年来的研究现状，并展望了红外隐身材料未来的发展趋势。

非制冷红外焦平面探测器是热成像系统的核心部件。介绍了非制冷红外焦平面探测器的工作原理及微测辐射热计、读出电路、真空封装三大技术模块，分析了影响其性能的关键参数。与微测辐射热计设计相关的重要参数包括低的热导、高的红外吸收率、合适的热敏材料等；读出电路的传统功能是实现信号的转换读出，近年来也逐渐加入了信号补偿的功能；真空封装技术包括了金属管壳封装、陶瓷管壳封装、晶圆级封装和像元级封装。列举了国内外主要厂商的非制冷红外焦平面探测器的技术指标及近年来的最新技术进展，总结了非制冷红外焦平面探测器的技术发展趋势。

光谱技术在公路状态识别（是否结冰、积水或积雪）方面有着积极的应用前景，但太阳光作为光源识别公路状态的研究较少。分别采用阳光和卤钨灯作为白天和夜间的实验光源，通过微型光谱仪数据分别得到冰、水、雪和公路本底的可见-近红外波段的光谱曲线。白天时，结冰和积水状态在不同光照情况下会出现“异物类谱”现象，根据阳光光照特性，本文提出将“环境变量”作为特征值的解决方法，并基于光谱曲线及归一化后的“环境变量”特征值，将光谱数据组合成新的数据波形，基于Dropout与Adam优化器的神经网络模型对数据进行训练和识别，最终识别率为99.375%。夜间，由于各类样本光谱区域差异明显，采用“组合-阈值”法识别。实验证明通过两种光源结合的识别方法，能够有效识别路面状态。

红外体温计因安全卫生、测量高效而备受青睐，发展迅速。但目前市场上的红外体温计存在测量误差大、成本高等缺点，应用受到限制。鉴于此，首先分析了影响红外体温计测量精度的各种因素，并给出具体影响程度的计算结果，然后利用STM32F407单片机作为控制核心，通过MLX90615红外传感器、DS18B20集成温度传感器、HC-SR04超声传感器等获取信息，设计了一种面向医院、家庭等的廉价、可靠的便携式红外体温计，并给出温度补偿方法，最后通过实验测试验证了系统设计的可靠性。测试结果表明，最大综合误差不超过0.15℃，具有一定的实用价值与参考价值。

红外图像的动态范围压缩是红外图像可视化研究领域的重要研究方向。红外图像的动态范围压缩算法将直接决定原始红外图像的细节保留、整体观感等重要可视化指标，某种意义上也可以说是细节增强的基础及保障。基于此，本文调研了当前主流的宽动态红外图像的动态范围压缩算法，将其分为基于全局压缩算法和基于局部压缩算法两大类，并对这两类算法的核心思想、发展过程及优缺点分别进行研究分析并提出了改进方向及发展趋势，为相关研究者提供参考。

为填补红外图像边缘检测算法综述性研究的空白，使更多研究者较为全面地了解目前成果，并为后续研究提供有价值的参考，遴选了近十年国内外红外图像边缘检测技术研究的相关文献。首先概述了红外成像与边缘检测技术，进而阐述了红外图像边缘检测技术的难点与挑战，接着总结了主要的红外图像边缘检测算法，将相关算法分为了4类——基于经典边缘检测算子改进的、基于蚁群算法的、基于数学形态学的和基于网络模型的，对其涉及的关键技术分别进行了分析。研究认为，在传统红外图像边缘检测技术中，形态学方法因简单易用而具有一定潜力；对于非传统红外图像边缘检测技术，基于深度学习的方法对目标边缘的针对性更强、鲁棒性更好、不需要设计复杂的算法步骤，给红外图像边缘检测带来了新的发展机遇。

对红外探测器不断增长和提高的需求催生了第三代红外焦平面探测器技术。根据第三代红外探测器的概念，像素达到百万级，热灵敏度NETD达到1 mK量级是第三代制冷型高性能红外焦平面探测器的基本特征。计算结果表明读出电路需要达到1000 Me－以上的电荷处理能力和100 dB左右的动态范围（Dynamic Range）才能满足上述第三代红外焦平面探测器需求。提出在像素内进行数字积分技术，以期突破传统模拟读出电路的电荷存储量和动态范围瓶颈限制，使高空间分辨率、高温度分辨率及高帧频的第三代高性能制冷型红外焦平面探测器得到实现。

红外成像系统中一直存在着非均匀性的问题，针对红外大动态范围成像等任务对改变成像系统积分时间的需要，提出了一种利用像素级辐射自校正技术的可变积分时间的非均匀性校正方法。通过辐射自校正为红外探测器中的每个像元建立辐射响应方程以估计出场景的辐射通量图，利用线性校正模型对辐射通量图进行校正，实现任意积分时间下的非均匀性校正。该方法的有效性通过高分辨率碲镉汞红外探测器进行了验证。

红外图像处理中，由于非制冷红外探测器工艺技术上的原因，原始的红外图像包含多种噪声，尤其是椒盐噪声、固定或随机条纹噪声。当前有许多红外图像降噪的滤波算法，但在时间、空间、降噪效果、细节保持等方面各有侧重，难以实现完美结合。如何更快速、更高效、更准确地滤除噪声信息，保留更多的细节信息，是今后红外图像处理降噪研究的关键方向。本文调研了目前主流的红外图像降噪算法，并从传统滤波降噪、变换域滤波降噪、基于图像分层处理滤波降噪三大类别进行了分析比较，并且提出了一种结合传统算法和基于图像分层的自适应降噪算法，为今后的相关领域研究人员提供参考。

超二代和三代像增强器是两种不同技术的像增强器，其在光电阴极、减反膜、离子阻挡膜以及阴极电压方面存在区别。在极限分辨力方面，尽管三代像增强器GaAs光电阴极的电子初速小、出射角分布较窄以及阴极电压较高，但目前两种像增强器的极限分辨力均相同，三代像增强器GaAs光电阴极的优势在现有极限分辨力水平下并未得到发挥。在信噪比方面，尽管GaAs光电阴极具有更高的阴极灵敏度，但因为较高的阴极电压以及离子阻挡膜透过率的影响，使得两种像增强器的信噪比基本相同，三代像增强器GaAs光电阴极高灵敏度的优势也未得到发挥。在增益方面，尽管三代像增强器具有更高的阴极灵敏度以及较高的阴极电压，但超二代像增强器通过提高微通道板的工作电压来弥补阴极灵敏度以及阴极电压的不足，因此在现有像增强器增益的条件下，两种像增强器的增益完全相同。在等效背景照度方面，由于三代像增强器GaAs光电阴极的灵敏度更高，因此在相同光电阴极暗电流的条件下，三代像增强器可以获得更低的等效背景照度，所以三代像增强器较超二代像增强器具有更高的初始对比度。在光晕方面，由于三代像增强器光电阴极的灵敏度较高，同时具有离子阻挡膜，因此理论上讲，三代像增强器较超二代像增强器具有更高的光晕亮度，但实际的情况是两种像增强器的光晕亮度基本相同。在杂光方面，GaAs光电阴极具有减反膜，因此杂光较超二代像增强器低，所以三代像增强器的成像更清晰，层次感更好。在带外光谱响应方面，由于超二代像增强器Na₂KSb（Cs）光电阴极的带外光谱响应高于三代像增强器，因此在近红外波段进行辅助照明时，超二代像增强器较三代像增强器成像性能更好。在低照度分辨力方面，具有相同性能参数的超二代和三代像增强器具有相同的低照度分辨力。需要注意的是，这是在标准A光源测试条件下所得出的结论。当实际的环境发射光谱分布与标准A光源发射光谱分布不相同时，两种像增强器的低照度分辨力将会不同。

医学红外热像设备测得的红外数据及转换得到的温度数据难以直接判定其所属的人体区域，常需将其转为图像数据，利用图像处理技术得到感兴趣区域并从区域内温度数据得到生物特征，实现疾病的筛查或诊断。然而，从14位红外数据转换到8位图像数据存在严重的数据精度损失，导致处理性能欠佳。本文提出一种新的热像图表达方法，所得到的彩色热像图含原精度的温度数据信息，且含温度观察窗设定尺度下的彩色增强效果，同时载有温度数据记录和观察窗设定规则，通过对图像数据的逆变换，可以再现原始温度数据，并可改变彩色增强效果。该方法提供的热像图无需额外存取温度数据文件，在不同的红外热像系统间具有通用性，将更符合大数据和人工智能的发展趋势。

相对于可见光图像边缘检测，目前针对红外图像边缘检测的研究较少，且大多基于传统方法，如边缘检测算子、数学形态学等，其本质上都是只考虑红外图像局部的急剧变化来检测边缘，因而始终受限于低层次特征。本文提出了一种基于深度学习的红外图像边缘检测算法，在DexiNed（Dense Extreme Inception Network for Edge Detection）的基础上，缩减了网络规模，并在损失函数中引入了图像级的差异，精心设置了损失函数的参数，进而优化了网络性能。此外，还通过调整自然图像边缘检测数据集来近似模拟红外图像边缘检测数据集，对改进后的模型进行训练，进一步提高了网络对红外图像中边缘信息的提取能力。定性评价结果表明，本文方法提取的红外图像边缘定位准确、层次清晰、细节丰富、贴合人眼视觉，使用了SSIM（Structural Similarity Index Measure）和FSIM（Feature Similarity Index Measure）指标的定量评价结果进一步体现了本文方法相比于其他方法的优越性。

在一些关键的军事和民用红外成像应用领域,待突破的技术瓶颈往往都集中在红外弱小目标检测技术上.简介了红外弱小目标检测的含义和在军事、民用方面的意义,重点综述了目前红外弱小目标检测的各类典型算法原理和特点,最后对红外弱小目标检测技术的研究和发展趋势进行了预测.

针对红外图像噪声复杂多变，在抑制噪声的同时，还需要兼顾细节增强的问题，本文提出了一种基于粗糙集的红外图像多维降噪算法。对采集到的红外图像通过引导滤波进行分层后运用粗糙集理论进一步多维度的分层，分别处理后合并还原得到输出图像。综合对比主观观察与客观评价指标，该算法能够对红外图像降噪有良好效果，对弱小目标细节有良好的增强效果，另外，该算法复杂度较低，具有良好的实时性，在工程实现方面具有良好的应用前景。

机动规避和投射诱饵是战斗机对抗红外空对空导弹的有效措施。本文主要从桶滚机动和无动力型点源诱饵两方面进行了对抗策略研究。为了使研究更具实用性，在考虑桶滚机动所需条件和诱饵弹受力的前提下，阐述了诱饵弹的运动特性、干扰过程和对导弹制导系统的影响机理。为使研究更具适用性，本文假设空对空导弹采用真比例导引律或增广比例导引律，并且诱饵考虑在常规模式和应急模式下投射。建立了桶滚机动并伴有诱饵投射时对导弹制导精度影响的线性化时变模型和伴随模型。同时，通过仿真结果的分析与比较，验证了模型的正确性。脱靶量是表征防空导弹性能的一个重要参数，提出了平均脱靶量和最大脱靶量占比来分析伴随模型的仿真结果。在此基础上，分析了目标机的桶滚机动角速率和过渡机动方位角以及诱饵弹的齐投数量、投射间隔与投射方向策略对导弹脱靶量的影响规律。这将为战斗机对抗红外空对空导弹提供策略参考。