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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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.

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。

针对低照度可见光图像中目标难以识别的问题，提出了一种新的基于生成对抗网络的可见光和红外图像的融合方法，该方法可直接用于RGB三通道的可见光图像和单通道红外图像的融合。在生成对抗网络中，生成器采用具有编码层和解码层的U-Net结构，判别器采用马尔科夫判别器，并引入注意力机制模块，使得融合图像可以更关注红外图像上的高强度信息。实验结果表明，该方法在维持可见光图像细节纹理信息的同时，引入红外图像的主要目标信息，生成视觉效果良好、目标辨识度高的融合图像，并在信息熵、结构相似性等多项客观指标上表现良好。

锗因其资源稀缺、优异的光学和物理性能，广泛应用于光纤系统、红外光学系统、电子和太阳能应用、探测器等高科技领域，是战略性产业所需的重要功能材料和结构材料。简单介绍了目前国内锗单晶生长的两种主要方法：直拉法（Czochralski，CZ）和垂直梯度凝固法（vertical gradient freeze，VGF）。对国内和国外知名锗材料生产企业的锗单晶生长方法、直径、电阻率等相关技术参数，进行了统计和比较。针对不同的单晶材料性能，分析了红外光学用锗单晶、太阳能电池用锗单晶和高纯锗单晶的应用领域和发展现状。

如何将红外探测器采集的高动态范围的数据压缩为低动态范围图像数据的同时，能尽可能地保留图像的信息，提高图像的对比度一直是一个技术难点。针对这一问题，本文提出了一种新的红外图像压缩方法。该方法引入了直方图信息，通过对直方图进行分割，区分背景区域像素和目标区域像素; 然后计算压缩映射模型; 最后结合分割后的直方图对图像的像素采用不同强度的对比度增强。本文算法利用直方图区分背景区域像素与目标区域像素，在增强图像对比度时，能有效抑制背景噪声。通过实验对比，结果表明，本文所提出的算法更能较好地突出图像的细节，增强图像对比度。

自动聚焦技术在红外热像仪监控领域有着非常重要的作用。目前业内红外自动聚焦技术存在聚焦成功率低、架构复杂、聚焦速度慢等状况，为此提出了一种基于FPGA的红外镜头自动聚焦技术，采用单FPGA实现了红外图像处理显示和自动聚焦的功能。鉴于红外图像普遍存在竖条纹噪声和随机噪声等特点，本文在实现聚焦过程中对红外清晰度评价算法和爬山算法做了改进和优化。实验结果表明本文提出的算法和实现方式能够很好地实现红外镜头的自动聚焦，同时具备集成度高、聚焦速度快、成功率高等特点，有比较广泛的应用前景。

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.

本文系统地介绍了MBE外延生长InAs/GaSb Ⅱ类超晶格材料的界面控制方法，主要包括生长中断法、表面迁移增强法、Ⅴ族元素浸润法和体材料生长法。短波（中波）InAs/GaSb超晶格材料界面采用混合（mixed-like）界面，控制方法以生长中断法为主；长波（甚长波）超晶格材料界面采用InSb-like界面，控制方法采用表面迁移增强法（migration-enhanced epitaxy, MEE）或Sb soak法及体材料生长相结合。讨论分析了InAs/GaSb超晶格材料界面类型选择的依据，简述了界面控制具体实施理论，以及相关研究机构对于不同红外探测波段的超晶格材料界面类型及控制方法的选择。通过界面结构外延生长工艺设计即在界面控制方法的基础上进行快门顺序实验设计，有效地提高界面层的应力补偿效果，这对于长波、甚长波及双色（甚至多色）超晶格材料的晶体质量优化和器件性能提升具有重要意义。