生物复眼具有良好的光学特性，如视野大、体积小、无像差、对运动物体敏感等。而对运动物体敏感对昆虫十分重要，如飞行昆虫觅食时需要追逐小型、快速移动的目标等。受昆虫复眼对运动物体敏感的启发，制备了具有5个小眼的单层复眼，每个小眼由1个菲涅耳透镜构成。通过飞秒激光双光子聚合加工技术和软光刻复写技术，制备出具有高精度和可重复性的柔性仿生复眼。实验结果表明，该仿生复眼可以获得可辨识的图像并且可以用于追踪运动目标。

为了解决在现有道路照明条件下，因环境照度不够、环境光强快速变化等原因，造成车辆对周边物体自动识别的准确率低的问题，本文通过软件仿真，设计了一种车载红外补充照明系统。使用红外 LED作为光源，光源发出的光线经抛物面反射镜准直后，通过单排复眼透镜，在距离光源 25 m处得到均匀性大于 90%的矩形光斑，系统的辐射能利用率达到 98%，通过 30个照明模块组成平面阵列，目标照明面的平均辐照度大于 0.8 W/m2。结果表明，采用单排复眼透镜实现匀光，其结构简单，装配公差宽松；本设计方法适用于其他照明系统。

近年来，随着研究人员对红外微光学元器件的深入研究，高精度制备器件备受关注。传统的制备技术存在许多缺点，而飞秒激光有着超强、超快的特性，非常合适用来制备红外微光学元器件。以透镜阵列、复眼、光栅、光波导和光子晶体为例，介绍了飞秒激光使用不同材料、不同制造方法制备红外微光学元器件的发展，在材料上有红外半导体、硫系玻璃及红外聚合物等，在方法上有飞秒激光诱导化学刻蚀、飞秒激光辅助湿法刻蚀、飞秒激光辅助干法刻蚀等，对其应用及具体案例进行分析，并展望了该技术的发展趋势。

热成像技术具有广泛的应用领域，随着红外焦平面探测器及数字图像处理技术的发展，新型热成像模式及其图像处理技术成为国内外发展的重要方向。介绍了近年来研究的几个典型进展，其中改进的基于场景特征的时域高通与空域低通滤波结合的非均匀性校正方法能够有效滤除制冷热成像系统观察低温天空场景时的水波纹固定图案噪声，并在FPGA 硬件平台上实现了算法移植；研制出红外分焦平面偏振片阵列，实现了中波制冷和长波非制冷红外焦平面探测器的耦合成像，并通过考虑偏振片效应的偏振成像模型，滤除光路中偏振片的辐射影响；研制出基于常规制冷长波红外焦平面探测器的超频高动态热成像系统，在FPGA实现了多积分时间图像融合-细节增强级联的HDR图像融合方法，实现了对高动态场景的实时成像；研究了“田”字型四孔径和“十”字型四/五孔径等三类紧凑型视场部分重叠仿生复眼热成像模式，研制了2套实验系统来验证该方法的有效性；提出一种基于双生成对抗网络的非配对热红外-可见光图像转换算法TIV-Net，该方法能够将热图像有效地转化为类彩色可见光图像，并在无人机等平台实现了不低于20 Hz的实时处理。以上具有创新性的技术突破或已获得应用或展现良好的应用前景，将是进一步研究完善的重要方向。

仿生复眼系统解决了传统单孔径光学系统中视场与分辨率的矛盾关系, 兼具了较大的视场和高分辨率。但随着视场和分辨率的增加, 图像信息增多, 随之带来了图像拼接中效率和质量问题。针对该问题, 提出一种基于改进尺度不变特征转换(SIFT)算法和主成分分析(PCA)算法的仿生复眼多路图像拼接融合方法。该方法缩小了特征点提取区域, 减少了多路图像特征点匹配次数, 降低了图像特征点描述符的维度。再利用改进的自适应迭代随机抽样一致(RANSAC)算法对特征点进行提纯增加鲁棒性, 最后通过加权平均算法来完成对多幅子图像的高质量融合。实验结果表明, 该算法设计合理, 且随着图像信息的复杂程度增加, 相较传统算法的拼接效率不断提升, 同时保证了较好的拼接质量, 可有效拼接融合仿生复眼系统多路图像, 对多路图像类系统拼接融合提供借鉴。

随着类果蝇复眼视觉神经计算建模技术的快速发展, 如何提高运动目标的实时检测追踪等仿生应用能力成为类果蝇复眼视觉神经领域的研究难题, 所以研究类果蝇复眼视觉神经计算建模及其仿生应用具有非常重要的意义。类果蝇复眼视觉神经系统是一个高度平行的专用视觉神经网络模型, 并具有适度的复杂性以允许快速进行视觉信息处理。本文首先从类果蝇复眼的生理结构、感光细胞的光电转换、视叶神经的加工处理、中央脑的认知抉择 4个部分详细阐述类果蝇复眼视觉神经计算建模的研究现状, 然后介绍类果蝇复眼视觉神经计算建模在**与民用领域的典型仿生应用, 最后展望了类果蝇复眼视觉神经计算建模的发展趋势与挑战。

为了揭示曲面复眼玻璃透镜光学精密模压过程中各个子眼应力分布变化状况，通过建立有限元模型，应用MSC.Marc有限元软件对不同工艺参数下的玻璃透镜模压、保压阶段进行了仿真研究，得到了温度、模压速率、模压力对各子眼应力的影响规律和模压力、位移曲线。然后，对不同模压方式下应力变化过程进行研究，发现在球形预形体变形量较大的场合，恒速率模压工况会出现随下压量增加导致外力过大、阻碍应力松弛的现象。最后，对保压阶段进行研究，得到了不同保压力对填充效果和子眼应力分布的影响规律。