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。

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。

热载荷是导致红外探测系统失效的主要原因之一，因此本文利用ANSYS Workbench软件对某红外成像光学探测组件进行不同温度载荷下的热-结构耦合分析。首先观察光学镜头与探测器之间后截距在不同温度载荷下的响应；然后利用光学软件ZEMAX得到后截距变化时理论上光学的成像质量；最后通过实验验证了理论计算模型，同时得到了不同温度载荷下光学探测系统的变形规律，发现探测器安装材料的热传导系数与热膨胀系数都会影响到探测系统的稳定性。本文的研究工作对红外成像光学探测系统的设计、优化以及可靠性方面具有重要的指导意义。

红外成像测量设备装载在飞机平台上测量地面目标，首先要解决的问题就是平台抖动及环境变化对设备稳定跟踪和成像清晰度的影响。本文针对机载平台抖动对设备跟踪测量的影响，采用被动隔离加主动陀螺稳定控制的技术，通过被动减振器隔离高频扰动，框架伺服系统抑制低频扰动，确保设备稳定跟踪、清晰成像。针对地面与空中环境温度变化对红外光学系统的影响，在光学镜头的设计中采用无热化补偿措施和调焦量补偿控制，确保设备清晰成像。通过仿真计算和外场测量证明，本文研究的减振措施合理有效，采用该措施研制的设备跟踪稳定、成像清晰，能够满足不同平台的挂飞测量任务。

采用金掺杂替代作为深能级缺陷中心的汞空位，可明显提高P型碲镉汞材料少子寿命，进而降低以金掺杂P型材料为吸收层n-on-p型碲镉汞器件的暗电流，明显提升了n-on-p型碲镉汞器件性能，是目前高灵敏度、高分辨率等高性能n-on-p型长波/甚长波以及高工作温度中波碲镉汞器件研制的一种技术路线选择。本文在分析评述金掺杂碲镉汞材料现有研究技术要点的基础上，结合昆明物理研究所目前的研究成果，总结了碲镉汞金掺杂相关工艺技术，重点分析了金掺杂对碲镉汞器件性能的影响。

目前针对气体泄漏热成像检测系统性能的相关评价技术还不够成熟，相应评价指标的测试系统及其测量方法尚无系统的研究报道。而常规热成像系统的性能评价方法难以直接用于评价气体泄漏热成像检测系统对泄漏气体的探测能力，本文结合泄漏气体特性及各测试系统的特点，设计了一种可测量多类性能指标的气体泄漏热成像检测系统性能的测试评价系统，并以乙烯和甲烷气体为检测目标在实验室环境中分别对NECL、MRGC和MDGC三种评价指标进行了实验测量，结果表明了测试评价系统的可行性和实用性。

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。

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。

基于飞行时间法（Time-of-Flight，TOF）的3D相机是一种体积小、误差小、抗干扰能力强、可直接输出深度信息的新型立体成像设备。目前，该类相机已成为测量成像领域的研究热点。本文首先介绍了TOF相机的发展历程及测量原理；随后对TOF相机测量误差来源及类型进行分析；接着将TOF技术与其他主流的三维成像技术进行对比分析；最后对TOF相机的应用与发展趋势进行了阐述。

针对红外图像中行人小目标检测识别率低、虚警率高的问题,研究了当下效果最好的YOLOv3目标检测算法,在其基础上进行优化,提出了一种满足实时性要求的行人小目标检测算法.基于YOLOv3中分类准确率仍有不足的情况,借鉴SENet中对特征进行权重重标定的思路,将SE block引入YOLOv3中,提升了网络的特征描述能力.通过对自行收集实际复杂场景下的红外图像进行目标检测,试验验证了算法的可行性,实验结果表明本文提出的改进网络拥有更高的准确率和更低的虚警率,同时保持了原有算法的实时性.

本文设计了一种可以兼顾远近距离的紧凑型武警用红外热像仪光学系统，给出了一个设计实例，系统工作波段为8~12 μm，中心波长为10 μm，长焦距为150 mm，短焦距为50 mm，F数为1.1，可匹配像元数为384×288、像元大小为17 μm×17 μm的非制冷红外焦平面探测器。系统通过变倍组的轴向移动实现变焦，通过引入二元光学面和非球面减小成像系统体积，减轻重量，提高成像质量，设计结果表明，该热成像系统取得了良好的成像，可用于火灾消防救援、森林防火、夜间侦查、边防监控等工作。

根据生产需要，设计、生产了焦距为8 m的卡塞格林式离轴反射系统准直仪，并构建先进装调方法精准装校，通过干涉图像和干涉条纹的判读，使卡式准直仪系统的成像质量接近设计水平，解决生产中准直仪最长焦距只有3 m而无对应的产品所需空间频率的红外鉴别率测试靶板问题。

本文针对目前风机叶片人工检测工作量大、效率低、缺陷检测准确率不高的问题，提出并设计了一种基于无人机图像的缺陷自动化检测系统。本文介绍了系统的图像采集系统、采集方法、缺陷检测原理及检测效果：系统以无人机为飞行载体实现了（风机叶片的）自动巡检，从而提高了巡检效率，降低了人工的工作量；通过图像分割及缺陷检测算法设计实现了缺陷可疑区域的自动检测；可见光加红外光双光融合提高了叶片缺陷自动识别的准确性。经过多次现场测试验证，本系统可以精确、快速地实现鼓包，裂纹和褶皱等缺陷的自动识别与检测。

为了减少高光谱图像中的冗余以及进一步挖掘潜在的分类信息，本文提出了一种基于特征重要性的卷积神经网络（convolutional neural networks，CNN）分类模型。首先，利用贝叶斯优化训练得到的随机森林模型（random forest，RF）对高光谱遥感图像进行特征重要性评估；其次，依据评估结果选择合适数目的高光谱图像波段，以作为新的训练样本；最后，利用三维卷积神经网络对所得样本进行特征提取并分类。基于两个实测的高光谱遥感图像数据，实验结果均表明：相比原始光谱信息直接采用支持向量机（support vector machine，SVM）和卷积神经网络的分类效果，本文所提基于特征重要性的高光谱分类模型能够在降维的同时有效提高高光谱图像的分类精度。

目前广泛开展的电网红外诊断工作，受检测环境及人员专业水平的影响较大，广泛使用的红外热像仪自动化、智能化水平还不够高。本文提出了一种智能型电网设备红外诊断系统，系统包括环境参数模块、测距模块、设备类型识别模块、设备材料判断模块、发射率设置模块、测温模块、报告生成模块。系统自动检测环境温度、湿度、风速、与设备的检测距离，自动识别设备材料类型确定发射率，将以上参数自动在热像仪中进行设置。热像仪通过图像识别判断设备类型，按照该类设备红外诊断标准的判断方法和准则，自动读取设备相应位置的温度数据，计算得出检测结论。系统不仅减少了红外检测人员携带装备数量，而且实现了仪器检测参数自动设置、设备类型智能识别、检测结论自动生成，降低了对检测人员专业水平的要求。

中长波双波段红外成像技术能同时获得中波、长波两个大气窗口的红外辐射信息,同时具有两种单波段成像技术的优点.通过优势互补,中长波双波段红外成像技术能够提高装备对各种复杂环境条件的适应能力,提高各类作战任务的成功率.在过去二十几年中,欧美主要国家实现了从双探测器双波段成像到单探测器双波段成像的发展及批量装备,目前正向更高分辨率、更远作用距离的方向发展.中长波双波段红外成像技术主要用于提高各类主战装备对不同的作战环境的适应能力以及各类搜索跟踪识别系统对目标的探测识别成功率.此外,可以通过中长波双波段红外成像技术获取目标的温度、光谱特性等特征信息,可用于反干扰、反伪装.

近红外聚合物光电探测器的光电特性灵活可调、与柔性基板兼容性好、制备工艺简单且成本低,在航空、军事、工业、医疗等领域具有较大应用前景.近红外聚合物光电探测器的结构类型包括光电导体、光电二极管及光电晶体管,其中光电二极管的研究最为广泛.本文对近红外聚合物光电二极管(near-infrared polymer photodiodes,NIR PPD)的研究进展进行综述:首先,介绍了NIR PPD的光电转换原理;其次,分别从新材料合成和器件结构设计角度,详细讨论了在改善NIR PPD性能方面取得的重要进展;最后,总结全文并提出当前NIR PPD研究存在的挑战及其发展前景.

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。

针对铝业加工中的轧辊表面光滑，具有强反光特性，红外测温传感器测温易受环境光照影响，致使轧辊表面测温精度低，影响冷却控制系统对轧辊表面降温处理精度，进而造成产品质量差的现象，本文提出并构建了一种基于光照强度的红外测量温度补偿算法，以提高环境光照对强反光体表面温度测量的精度。实验结果证明本方法能较好地弥补光照强度变化对红外温度测量产生的测量误差，提高了测量精度。该补偿算法运算简单、适应性强，为改善光照强度变化对测量精度的影响提供了新的方法。

针对三波段红外火焰探测器中可能出现的单一非火焰波段通道的数据丢失、失真、饱和3种对火焰特征数据的强干扰情况，本文提出了一种改进型T-S（Takagi-Sugeno，高木-关野）模型RBF（Radial Basis Function，径向基函数）神经网络的火焰识别的鲁棒性融合算法。该算法通过聚类算法确定模型需要的模糊规则数，在模糊后件多项式中加入特征分量隶属度生成节点输出，同时定义了加权模糊节点激活度和特征表征系数代替了原先模型的马氏距离（模糊规则适用度）。通过设计三波段火焰探测器并进行了常规及鲁棒性实验，实验数据证实，改进型模型在隐含层所需节点数、收敛速度、精度、泛化能力、鲁棒性上较传统T-S模型的RBF神经网络模型、GA（Genetic Algorithm，遗传算法）-BP（Back Propagation，反向传播）模型都有明显的提升。