高灵敏度热红外成像系统的灵敏度是最重要的指标。经过简单非均匀性校正的红外图像已不能满足高灵敏度场合的需要，需要后续对红外图像条纹噪声进行处理，以提高红外图像的灵敏度水平。为了进一步提高热红外成像系统的应用效果，全面分析了系统的图像噪声模型，提出并实施了一种基于硬件系统的条纹噪声去除方法，通过一套自行研制的制冷型热红外成像系统的实测数据实际验证了提出方法的实际效果，由非均匀性噪声引起的 NETD从 26 mK降到 19 mK。

高空间分辨率的热红外图像能够提供更多关于目标场景的细节信息，因而在 计算机视觉、医学和遥感等诸多领域有着广泛的应用需求。由于通过提升热红外相机硬件性 能的方式往往需要付出高昂的代价，因此我们选择通过超分辨率重建的方式来提高热红外图像的空间分辨 率。本文所重建的热红外图像来源于舟山航拍试验，所用热红外相机由自主设计搭载。分别采 用凸集投影法和迭代反投影法对热红外序列图像进行了超分辨重建。实验结果表明，这两种算 法均能有效提高热红外图像的空间分辨率。

高光谱成像具有精细的光谱分辨能力, 在热红外谱段实施高光谱成像对目标探测与识别有显著效果.与国外相比, 我国在该领域的研究还相对薄弱, 应用部门的研究主要基于国外数据, 国内尚未有成熟的仪器.对国内外研究现状进行了详细调研, 并结合目前国内已经布局的研究项目对该领域未来的发展进行了展望, 对我国发展高性能空间红外光谱成像技术具有一定意义.

长波红外(8?12.5 m)焦平面的性能在很多方面弱于中短波红外器件，其非均匀性及盲元状况较严重。本课题首次在国内引进了法国Sofradir公司的320×256像元HgCdTe长波红外焦平面探测器MARS VLW RM4，其波长响应范围为7.7 ?12 m。基于一套高帧频低噪声信息获取系统，经过动态范围标定，实现了一套动态范围为250?330 K、噪声等效温差(Noise Equivalent Temperature Difference, NETD)小于50 mK的热红外成像系统。针对焦平面各像元的响应特性，研究了适用于热红外成像系统的非均匀性及盲元校正方法，提出了基于辐射定标的非均匀性校正和盲元检测。经实验验证，其校正效果优于两点定标法，且易于工程实现，基于辐射定标的结果可实现精确的温度反演。

介绍了一种新的简单有效的薄膜均匀性信息获取方法。该方法基于我们先前提出的 纳米薄膜厚度精确测量方法，它通过检测镀制在含有过渡层的衬底上不同位置的薄膜的光谱，并由其干 涉峰间的差异获取薄膜的均匀性信息。与传统方法相比，该方法无需直接测量薄膜的厚度，减少了测量膜厚带来的误差和影响，因而可以 快速得出薄膜均匀性结论。该方法操作方便、计算简单，为改进镀膜工艺提供了重要参考。

提出了一种新的薄膜厚度测量方法。该方法以镀有一层厚度足以引起干涉的过渡层为衬底， 通过测量镀膜前后透(反)射谱的变化，即可实现薄膜厚度的精确测量。由于过渡层的厚度已经引起干涉，新镀上去 的待测薄膜即使很薄，也会引起干涉的变化。通过镀制待测薄膜前后透(反)射谱干涉的变化，可以很容易地精确测量 出待测薄膜的厚度，其测量极限高达1 nm以上。该方法既保持了传统光谱法的所有优势，又可以精确测量纳米超薄膜 的厚度。它非常简单、快捷，特别适用于镀膜行业的在线检测和实时监控，尤其是弱吸收材料超薄膜的厚度测量。