红外谱段（8~12.5 μm）作为红外对地光学载荷的主要探测谱段，在对地遥感领域发挥着重要的作用。以红外成像仪载荷的杜瓦组件为研究对象，宽幅高分辨率红外系统的光机结构作为输入边界，分析了关键面对系统杂散光的影响。为了抑制杂散光和降低背景辐射，利用柔性波纹管隔热实现200 K窗口和窗口帽低温设计。进一步分析了杜瓦组件窗口、窗口外壳、冷屏结构及表面处理工艺等对杜瓦内部杂散光的影响。冷屏采用三级挡板设计，滤光片为三波段集成，同时在考虑装配和加工精度的情况下，冷屏和滤光片支架采用分离方式。卫星红外成像仪载荷在轨运行良好，成像效果较好。为杜瓦设计和加工选择提供了一定依据。

设计了利用激光焊接技术进行波纹膜片焊接的工艺方案，提出了基于正交试验的关键焊接工艺参数优化方法，设计关键焊接工艺正交试验表，完成以焊缝残余应力为评价指标的正交试验。基于正交试验获得的较优焊接工艺参数组合，焊接压力传感器，完成了焊接密封性、拉伸强度和传感器静态性能指标的测试验证。结果表明，较优的压力传感器波纹膜片激光焊接工艺参数组合是激光功率350 W、脉冲频率150 Hz、脉冲宽度1.5 ms、转台转速4 200 （°）/min；压力传感器焊缝的拉伸强度高达499.60 MPa，具备较好的密封性；焊接波纹膜片后的传感器零点输出提高了17%左右，灵敏度、满量程输出、非线性、迟滞和重复性等指标变化不大，但是非线性、迟滞和重复性比同厂家的同类型传感器改善约1倍左右。正交试验确定的激光焊接工艺能够保障压力传感器的高质量封装应用。

为了满足低温光学系统低背景、低功耗和红外探测器制冷组件高环境适应性的要求，提出了探测器制冷组件杜瓦主体（窗口、窗口帽和引线盘） 200 K低温保持，与制冷机膨胀机或脉管散热面柔性绝热连接的设计思想。针对低温光学用杜瓦柔性外壳工程应用中的特点，文中以某低温光学用长波12.5 μm 2 000元红外探测器杜瓦组件以例，提出了波纹管作为绝热连接的柔性外壳，重点阐述杜瓦柔性波纹管隔热、力学和相关漏热的设计，并开展不同热负载条件下波纹管热特性验证，可实现最小温度梯度为37.22 K，绝热热阻为1142 K/W，误差在37%。为综合评价低温光学用柔性外壳结构杜瓦组件的性能，对某低温光学用长波12.5 μm 2 000元探测器柔性外壳杜瓦组件开展热真空和鉴定级的力学试验考核验证，试验结果表明实现了200 K低温窗口，探测器60 K工作，杜瓦漏热为544 mW，低温工况工作时相对于常温工况制冷机的功耗下降了53%，并通过了4 g的随机力学考核，验证了低温光学用杜瓦柔性波纹管外壳模型合理可行，对于后续低温光学用杜瓦柔性外壳结构工程应用提供了重要参考。

基于观察瞄准镜系统中胶合目镜对滤光片的使用需求，设计了一种用于瞄准镜光学系统的截止滤光片，消除了滤光片的半波孔，压缩了通带波纹。采用电子束热蒸发技术制备了滤光片并测试其透过率，在400 nm～630 nm的平均透过率为95.76%，在655 nm～800 nm的平均透过率为0.06%，样片通过了盐雾测试和机械牢固度测试，制备结果满足设计需求。