建立并提出了空间红外光学系统热控温度对光学系统性能的影响分析模型及方法。首先在有限元分析基础上，利用Zernike多项式表征热力学环境引起的光学表面形变，并考虑到温度对材料折射率的影响，完善了光学系统传递函数(MTF)分析模型，利用该模型可得出MTF在热力学和惯性载荷作用下的变化规律；然后从热辐射传输机理出发，建立了融入光学系统自身辐射的背景辐射计算模型，利用该模型可实现光学表面自身热辐射在像面产生辐照度的分析计算，从而提出了红外光学系统性能分析方法。最后针对实际空间红外光学系统，开展了系统性能随热控温度变化的分析实验。结果表明：当将系统热控温度设置为10 ℃时，可实现背景辐射下降48.6%的同时，光学系统MTF降低30%的应用需求。模型与方法可用于红外光学系统背景辐射水平和成像质量变化规律的研究，并应用于最佳热控温度的优化选择，为空间红外光学系统热控设计提供理论指导。

红外场景仿真技术在**领域具有广泛的应用前景。介绍了红外场景仿真的 3个阶段: 数据准备、辐射计算和后处理; 对各阶段的工作内容和实现途径做了简单说明。按照红外场景仿真技术的发展趋势, 分析了国外在各发展阶段的主要工作, 介绍了国内红外场景仿真概况及笔者目前的工作。最后指出了国内在红外场景仿真方面存在的几个问题。

黑体的温度越高,太赫兹波段辐射量越大,测试信噪比越高，但红外辐射量增大的幅度远大于太赫兹辐射量，难以滤除，滤除效果不好则会降低黑体太赫兹辐射测试的准确度。为了准确测试黑体的太赫兹辐射量,选择了合适温度范围的黑体，设计了其太赫兹辐射量测试方法。首先，根据普朗克公式计算温度范围在3～600 K的黑体在太赫兹宽波段和红外波段的辐射出射度以及在不同太赫兹窄带波段的辐射出射度，分析了相对变化趋势；其次，提出了黑体太赫兹辐射锁相探测方法,选择的太赫兹黑体温度范围为223～273 K。实验结果显示，在此温度范围内，黑体在100～3000 μm波段的太赫兹相对辐射量与实测相对值的误差范围为0.1%～2.0%，且曲线变化趋势一致,说明该方法能够实现黑体太赫兹宽波段辐射量测试。

为了分析研究长波红外偏振探测机理，根据实际的探测结构，建立了系统数学模型。运用相关公式对其中的各个因素进行了理论分析和数学计算，分析得出了整个模型中的元器件对最终偏振探测结果的影响。根据分析结果，提出了提高整个系统探测精度的相应方法与措施。本文的数学模型以及理论分析为整个长波红外偏振探测系统研究提供了一定的理论基础，并为进一步的实验验证及实际应用提供了有一定参考意义的数据。

本文针对红外焦平面静态地平仪的探测原理,就该地平仪的探测目标(地球及空间背景)在几何空间、辐射光谱及能量等物理层面的模拟方法进行了详细讨论,并在此基础上提出了设计带有大视场准直光学系统的地球模拟器和精密转台的地面测试方案。