为了研究金属网栅高级次衍射产生的杂散光分布方式, 进而在设计层面定量地控制网栅衍射能量分布, 提升光学系统的探测能力, 使用数学计算软件对不同结构形式金属网栅光学波段的衍射特性进行了建模和离散化仿真, 利用快速傅里叶变换方法对不同结构的金属网栅在光学波段的衍射分布进行了离散化仿真计算。结果显示, 周期性网栅的+1 ~ +3级次衍射的归一化能量一般在-3 ~ -2 dB级别, 圆环网栅不会集中于轴向, 并且随着衍射级次增加, 衍射能量较方形网栅下降更快。随机网栅具有几乎完全均匀的衍射分布, 并且高级次归一化衍射能量可控制在-6 ~ -5 dB, 远低于周期性网栅, 使用在成像系统中能够将网栅衍射造成的杂散光匀化, 降低背景噪声, 提高成像质量。

引入光机热集成分析利于综合考虑红外光学系统在多种物理场综合作用下的性能变化,Zernike圆域多项式作为光机热集成分析中的数据转换接口,是实现光、机、热各分析软件间数据有效传递的重要手段。采用不完全归纳法,针对常见的三种镜面面形(二次曲面、球面、自由曲面)研究了采样点数目和Zernike圆域多项式项数对拟合曲面的精度影响。仿真结果表明：不同曲面类型所需要的多项式项数不同,多项式项数对曲面拟合精度的影响权重要大于采样点数目,过多的多项式项数会导致拟合精度下降甚至出现病态矩阵。最后通过设计实例对Zernike圆域多项式拟合算法和精度进行了验证。

微扫描有多种应用方法,若应用方法选择不当会增加控制难度或引入新的成像问题。介绍了一种基于聚焦透镜的微扫描应用,包括应用原理及组成、应用实例及其装调、应用效果。实践表明,这种微扫描方式不仅提高了焦平面阵列的成像质量,而且没有引入新的成像问题,可以满足红外焦平面阵列成像的需求。