针对常用的MEMS红外光源是类灰体光源，存在发射光谱范围比较广的问题，提出一种基于表面等离子体的超表面结构，将其覆盖在MEMS光源上实现一种有选择性、高发射率的窄带光源。还提出了一种改进的集总等效电路模型，通过模型能够比较准确地计算出超表面中结构尺寸对光源中心频率、带宽以及发射率的影响，探究了该结构中各个尺寸的改变对光源性能的影响。本文提出的模型计算结果跟仿真结果吻合，使用该模型能够避免耗时的、复杂的数值优化过程。

红外低背景探测技术主要应用在深空环境，系统灵敏度与自身背景辐射关系较大，如何有效抑制探测系统自身背景辐射一直是重点研究方向；识别一直是红外领域的研究热点，增加探测谱段是提高特征获取量的最有效方式。介绍了一种局部制冷分光的红外多波段探测技术，该技术采用探测器一体化设计思路，将折反结构光学系统局部集成到探测器内部随红外芯片一起制冷；再利用分光元件进行双路分光，实现双波段能力，如果结合叠层芯片可以有效拓展到多波段能力；通过光学自辐射仿真，比较不同光学结构形式下的自辐射结果，可以看出：该技术背景辐射降低至常温折反系统背景辐射1/4，理论灵敏度可以大幅度提高，该技术优势明显，潜力巨大。

波前编码技术通过在光学系统光瞳位置加入特殊的相位掩模板，对目标信号光波进行编码调制，并在图像处理端对该编码信号进行解码而恢复原图像，由于被编码调制后的波前对离焦等像差的不敏感度扩大了十数倍，能显著扩大光学系统焦深。因此，波前编码技术能在编码与解码之间解决恶劣力热条件或多色制导体制对弹载红外探测系统带来的离焦和对准误差。文中基于波前编码扩大焦深基本原理，对一长长双色红外光学系统进行了10倍焦深扩大的波前编码像差钝化设计。集成样机后，进行了波前编码成像实验。以小孔点靶编码像作为PSF解码10倍离焦位置处的十字靶和四条靶图像，十字靶和四条靶解码图像清晰可辨，证明波前编码技术对于系统像差或离焦像差的抑制是有效的。最后，对波前编码成像效果进行了分析：解码图像的水波纹是由于空间采样PSF不足导致的，可提取不同视场位置PSF，使用空间变化解码算法实现条纹消除；由于解码图像会在放大信号的同时放大噪声，因此，解码算法需要进一步研究噪声抑制算法，以期满足弹载高能量、高信噪比应用的要求。