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。

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。

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。

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。

石墨烯是具有高迁移率、高热导率、高比表面积、高透过率及良好的机械强度等特性的二维材料，在光电子器件领域被广泛用作透明电极及电荷传输层等。但由于石墨烯是零带隙材料，为半金属性，限制了其在半导体光电子器件领域的应用。为更加切合半导体产业应用的要求，构建异质结已经成为相关领域实现应用的重要途径。国际上已有较多团队开展了石墨烯异质结相关研究，目前已有较多报道。本文从石墨烯的性质出发，讲述了石墨烯异质结的发展历程，制备方法，并从材料制备与器件结构的角度总结了基于石墨烯异质结光电子器件的研究进展。最后，对石墨烯异质结在光电子器件领域的发展进行了展望。

基于高工作温度探测器的热成像系统的典型特征是体积小、重量轻、功耗低，其性能在降低成本的同时与低温制冷型热成像系统的性能相当，有着重要的应用价值和批量生产的前景。本文介绍势垒型探测器的结构特点，阐述构建势垒型探测器的材料结构类型与其对系统性能的影响，总结其他相关技术实现的高温探测器。最后对势垒型探测器目前的研究进展进行归纳，提出了几个高温探测器技术未来的研究方向。

本文分析了典型单兵作战场景，包括战场观察、侦察与监视、目标定位与激光指示、轻武器精准射击、狙击作战、与隐蔽物后/堑壕中的目标交战、夜间跳伞和机降、夜间作战、从明亮环境进入黑/昏暗室内/地下空间作战、低能见度环境的观察/搜索/射击等。为满足上述作战需求，单兵夜视镜正发展为与可见光、激光、卫星定位、数字指北针、通信等功能模块组合或集成，实现成像、测距、定位、计算、信息融合、火控解算、无线传输等复杂功能的单兵光电系统、轻武器光电火控系统和未来士兵系统，使单兵具有更全面和更精确的作战能力。

近几年，二类超晶格红外探测器在材料生长、器件结构设计、器件制备上经历了快速的发展，使得二类超晶格成为除碲镉汞外最受关注的红外探测器材料。本文简要介绍了二类超晶格的优势，总结了国际上二类超晶格红外探测器研究进展，回顾了二类超晶格红外探测器的技术发展历程，并分析了国内二类超晶格材料与器件中存在的技术问题。

本文介绍了高性能超二代像增强器的技术特征及性能，并与普通超二代像增强器进行了比较，提出了进一步改进高性能超二代像增强器性能的技术途径。超二代像增强器是在二代像增强器基础上，采用新技术、新工艺和新材料而发展起来的，性能较二代像增强器有大幅提升。近年来，超二代像增强器由于使用了光栅窗，性能又有了进一步的提升。光栅窗的使用，增加了Na₂KSb光电阴极膜层的吸收系数，使阴极灵敏度达到1000 μA·lm^-1以上，10^-4 lx照度条件下的分辨力达到17 lp·mm^-1以上。可以预计，通过进一步优化和改进Na₂KSb光电阴极膜层的制作工艺，同时进一步优化光栅窗的结构，提高光栅窗的增强系数，那么Na₂KSb光电阴极的灵敏度将会达到1350~1800 μA·lm^-1，信噪比达到35~40；通过4 μm小丝径MCP以及3 μm光纤面板的应用，分辨力将会达到81 lp·mm^-1以上。

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。

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。

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。

在SWaP³（Size, Weight, and Power, Performance and Price）概念的驱使下，第三代制冷红外探测器向着高性能、小型化和轻量化的方向发展。作为军用核心电子元器件，制冷红外探测器的可靠性成为研究的重点。以浙江珏芯微电子有限公司所研制的640×512/15 μm小型化杜瓦组件为研究对象，开展了系统性的可靠性研究与试验，涉及到力学、热力学、多余物和真空寿命四个维度。经各项可靠性试验后，640×512/15 μm小型化杜瓦组件的性能保持良好，该结果表明此杜瓦组件在总体上具有较高的可靠性，能够满足常规军事应用需求。

多模态图像配准能提供比单模态图像配准更加丰富和全面的信息，红外与可见光图像配准作为一种常见的多模态配准类型，在电力、遥感、军事以及人脸识别等领域具有重要的应用价值。首先介绍了红外与可见光图像配准的相关技术并阐述了配准中存在的难点与挑战，然后详细分析和总结了基于区域、基于特征和基于深度学习3种红外与可见光图像配准方法，并分别阐述了不同配准方法的优缺点，之后概述了红外与可见光图像配准技术的实际应用，最后对红外与可见光图像配准未来的发展趋势进行讨论。

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。

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。

红外技术为现代社会提供了包括遥感、成像、计量、产品检验、环境监测及生物医学诊断等诸多领域的应用价值.第三代红外光电探测器对易制造、低成本、可调节的红外光电材料的需求,推动了红外量子点的发展.本文阐述红外量子点的制备方法,概述了红外胶体量子点探测器研究发展历程,并列举了红外胶体量子点在光电领域的代表性研究成果.最后对红外量子点光电探测器研究进展进行了总结,提出了几个亟待解决的研究问题.为红外量子点探测器商业化提出了指导.

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.

近年来图像传感器在紫外成像的应用越来越广泛，尤其是以CCD（charge coupled device）和CMOS（complementary metal oxide semiconductor）为主的紫外图像传感器受到了研究人员的广泛关注。半导体技术的进步和纳米材料的发展进一步推动了紫外图像传感器的研究。本文综述了国内外紫外增强图像传感器的研究进展，介绍了几种增强器件紫外响应的材料，另外还简要概述了紫外图像传感器在生化分析、大气监测、天文探测等方面的应用，并讨论了CCD/CMOS图像传感器在紫外探测方面所面临的挑战。