空间信息、光谱信息和偏振信息的同步获取将获得更多易于区分目标的特征信息。针对传统光谱偏振成像技术需要动态调制、光通量低、光谱分辨率有限和解算复杂等问题, 提出了一种基于光纤传像束和像元级偏振探测器的成像新模式, 将光纤成像光谱技术和像元级偏振信息快速提取技术结合, 以快照式方式同步获取目标的二维空间信息、一维光谱信息和四个角度的偏振信息。结合系统模型, 搭建了实验装置, 获取了 430~630nm(光谱分辨率约 1nm)的 200个谱段 4个角度的光谱偏振图像, 以及每个谱段的偏振度和偏振角。验证了该系统的光谱偏振成像数据同步获取能力, 技术原理正确可行, 未来将在天文观测、大气探测和目标识别等领域具有较高的应用价值。

非均匀性校正精度是空间红外相机图像质量的一项重要指标，采用像元级双增益时间延迟积分（Time Delay and Integration，TDI）红外探测器得到的图像，其校正精度与图像数据重构之后的线性度直接相关。分析了红外TDI 探测器像元级双增益成像时探测器输出信号的特点，在此基础上提出基于辐射定标的方法，精确得到探测器每个像元高低增益输出值之间的等量关系，确定每个像元的数据重构系数，提高重构之后的全动态范围内探测器信号的线性度，从而提高红外图像非均匀性校正精度。实验室测试数据验证结果表明，基于辐射定标的高精度线性重构方法，将红外图像的非均匀性校正精度由4.1%提高到1.2%。

在读出电路有限的像元面积内获得尽可能大的电荷存储量是实现甚高灵敏度红外探测器的关键。基于脉冲频率调制的像元级模数转换(ADC)是实现甚高灵敏度红外探测器读出电路的主要方法, 阐述了像元级脉冲频率调制ADC的原理, 介绍了美国麻省理工学院林肯实验室、法国CEA-LETI在像元级数字读出电路的研究进展。作为从立体空间拓展电路密度的新技术, 介绍了三维读出电路的研究进展。最后介绍了昆明物理研究所甚高灵敏度红外探测器读出电路的研究进展。利用像元级ADC技术和数字域时间延迟积分(TDI)技术, 昆明物理研究所研制的长波512×8数字化TDI红外探测器组件, 峰值灵敏度达到1.5 mK。

目前, 决定非制冷红外焦平面探测器成本和可靠性的主要因素之一是其真空封装技术水平。本文主要介绍了非制冷红外探测器封装技术的发展现状, 详细说明了典型金属封装、陶瓷封装、晶圆级封装及像元级封装的基本结构和组装工艺, 并指出了其优缺点和未来发展趋势。