ZnO宽禁带半导体紫外光电探测器具有稳定性高、成本低等诸多优势，在**、医疗、环境监测等领域具有重要的应用前景。本文采用射频磁控技术在SiO₂衬底上制备了ZnO薄膜，在此基础上获得了具有高增益的金属?半导体?金属（MSM）结构的ZnO紫外光电探测器。10 V偏压下，探测器的响应度和外量子效率分别为4.90 A/W和1668%。这是由于光照情况下，半导体与金属界面处的空穴俘获产生高增益所导致的。此外，进一步研究了增益效应、外加偏压和耗尽层宽度对ZnO紫外光电探测器响应度的调控规律与影响机制，为高性能紫外光电探测器的研制与性能调控提供了重要的参考依据。

为满足红外成像探测系统研制过程中的高精度仿真图像需求，建立了飞行器红外物理成像辐射传输模型，并采用光线跟踪方法实现辐射亮度图像仿真。针对飞行器蒙皮反射特性与辐射源分布特性的差异，提出了直接光照多重重要性采样蒙皮辐射亮度计算优化方法；针对飞行器尾焰发射能力强、消光能力弱的特点，提出了混合积分尾焰辐射亮度计算优化方法。通过仿真实验对物理成像模型和计算优化方法的正确性与有效性进行了验证，蒙皮辐射计算相对误差优于0.05%，尾焰辐射计算相对误差优于0.1%，相比于传统光线跟踪方法，计算优化方法具有更快的收敛速度和更强的适应性。对隐身飞机进行了红外成像仿真和辐射特性分析，仿真结果表明，红外隐身技术能够降低中波和长波谱段的辐射强度，会增加短波谱段的反射辐射强度。