针对混合气体红外光谱在应用现场基线漂移和畸变、基线校正方法Rubberband方法中分段数量的选择不确定等问题进行探讨，通过遍历的形式筛选出针对烃类气体在中红外波段、波数分辨率为4 cm-1的情况下，优选出分段数量在50~120之间、基线点的曲线拟合方法选择分段三次Hermite插值方法时，其基线估计和校正的效果较为理想。同时针对Rubberband方法易将吸收点误判为基线点的问题，使用中位数和偏离度首先剔除分段内的明显吸收点，然后将剩余谱线点采用偏最小二乘方法设定一定的阈值范围进行基线点的筛选，筛选出的基线点在整个波段采用分段三次Hermite插值方法进行基线的估计。从实测的光谱基线校正效果来看，提出的算法使用简单，并适合于在线连续分析的应用场合。

InGaAs焦平面阵列探测器是短波红外(SWIR)窗口获取目标信息的主流成像器件,具有灵敏度高、可室温工作的典型技术特征,作为一类重要的军民两用技术,在**装备、安全防范、工业检测和空天遥感等领域需求明确,应用前景广阔。文章简述了短波红外InGaAs焦平面探测器的技术进展与主要应用概况,并对该技术的发展前景进行了展望。

介绍了一种测量导轨直线度误差的新方法, 利用偏振干涉原理调制出一束偏振角随光束横向坐标线性变化的特殊线偏振光光束, 通过一个随直线度误差移动的光缝测量出光束中不同位置的偏振角, 根据直线度误差与偏振角之间的线性关系, 实现对直线度误差的测量。从理论上对该方法进行了论证分析, 进而详细介绍了光学调制器的组成, 设计了偏振角测量的光电组件, 并进行了相应的实验。实验结果分析表明, 该实验装置的直线度误差与偏振角之间的直线拟合相关指数R2优于0.9995, 且测量直线度误差范围不低于0.5 mm,构建的测量系统经标定后测量分辨力可以达到亚微米级, 测量不确定度达到1 μm。该方法不仅实现方便、可靠性较高, 而且可以克服测量时由于光强变化、导轨形面误差对测量结果的影响, 稍加改进即可实现二维直线度误差测量, 测量精度与自准直仪相当, 具有一定的理论研究意义和较强的实际应用前景。

通过对基于四像限光电探测器的对准系统的光路分析,将系统的输入输出关系的确定转化为平面光照面积的计算,并给出了探测器各像限光照面积的求取方法,从而构建了该系统的数学模型。对该系统进行了仿真,并给出了系统的实测结果。仿真结果表明,通过设置不同的米字型标记参数,系统的输入输出关系具有不同的线性度。证明的确存在一个最佳结构参数组合,存在优化的可能。实测结果表明,该系统的最大对准偏差小于2 μm,实测偏差小于2 μm。佐证了模型的正确性,表明四像限光电探测器的对准应用可扩展到微量位移的测量。模型省去了繁杂的标定工作,消除了标定引入的非线性误差,提高了探测器的应用效率和准确度,因此具有较高的实际意义。

针对5种主次吸收峰严重交叠的红外混合气体定量分析问题，提出一种基于高阶累积量分析方法，该方法将重叠的吸收谱线映射到彼此相互分开的四阶累积量空间；在四阶累积量空间中提出一种基于正则理论和最小二乘相结合的支持向量机多维数据建模方法．在小样本下有效地提高了模型的准确度和收敛速度．实验结果表明，该方法使系统的引用误差小于4%，因而能满足外场使用的要求．

定量分析了四象限探测器用于目标跟踪时，其光电响应不均匀性对输出特性线性度及跟踪定位准确度的影响，给出了不均匀性校正的下限．提出了一种综合补偿光分布、探测器暗电流、通道增益的多元软校正方法．该方法将非线性误差控制在5%，跟踪定位准确度2%．与补偿增益的硬件校正和不消除暗电流的软校正方法相比，非线性误差减小2%，定位准确度提高了近3%．

A novel quantitative analysis method of multi-component mixture gas concentration based on support vector machine (SVM) and spectroscopy is proposed. Through transformation of the kernel function, the seriously overlapped and nonlinear spectrum data are transformed in high-dimensional space, but the high-dimensional data can be processed in the original space. Some factors, such as kernel function, range of the wavelength, and penalty coefficient, are discussed. This method is applied to the quantitative analysis of natural gas components concentration, and the component concentration maximal deviation is 2.28%.

A novel tri-layer Si-based micro-cantilever thermal infrared (IR) detector with carbon nanotube (CNT) film is fabricated. It is based on the characteristic that the composite micro-cantilever bends in response to incident IR thermal radiation due to the bi-material effect. The bending of micro-cantilever is piezoresistively detected. Furthermore, a new IR absorbing layer material --- CNTs --- is coated in order to enhance IR radiation absorbing characteristic. the micro-electro-mechanical system (MEMS) sensor could be compatible with integrated circuit technology.