根据碲镉汞材料的性能、碲镉汞红外探测器物理机理和基本器件模型，对截止波长为3 μm、 5 μm、10.5 μm的碲镉汞探测器，在不同工作温度下的探测率性能进行了理论计算。计算结果表明：碲镉汞探测器在短波、中波和长波三个主要红外波段均能满足第三代红外焦平面器件对灵敏度和工作温度的要求。

像素累积积分(PA)与时间延迟积分(TDI)是应用较多的红外读出电路积分技术。TDI应用于扫描型焦平面，PA应用于凝视型焦平面。介绍了TDI的原理和作用，分析了PA的原理和电路实现。通过理论分析和仿真显示PA可以增强读出电路的信噪比和电荷存储容量。

激光距离选通成像系统与热成像系统组合应用模式已成为国内外关注的发展趋势之一。简要阐述了激光距离选通成像系统的工作原理及技术特点；结合国外最新出现的主/被动成像组合模式，介绍了4种典型实验系统：单纯的激光距离选通成像系统、短波红外距离选通成像＋热成像组合系统、热成像＋激光雷达共光路组合系统、多波段双模成像系统，分析了各组合系统的结构组成、核心器件和技术优势；介绍了相关实验研究结果，着重介绍了两种新的成像模式——非视域成像模式和双基成像模式。分析了激光距离选通成像技术的发展趋势，对发展新型激光距离选通成像技术和装备具有参考价值。

介绍了超分辨率重建的基本原理与数学模型，对现有的图像超分辨率重建算法进行了总结。将当前的超分辨率算法分为基于重建约束的方法和基于学习的方法两大类，分别阐述了超分辨率重建技术的经典方法，最后指出了低质量图像超分辨率技术进一步的研究方向。

地面**目标由于其机动性差、隐蔽困难，极易成为敌方红外制导**的打击目标，因此研究地面目标的瞬态温度场和红外特征具有重要的**意义。以地面某一钢质建筑物为实验研究对象，实验测量了某一天目标室内外空气温度、环境风速、室外环境相对湿度、地表温度以及目标表面的温度瞬态变化规律。发现室内外空气温度、地表温度以及目标表面温度随时间呈现周期的变化，云层在不同时段的厚薄以及对太阳的遮挡是目标表面温度计算值与测量值出现偏差的主要原因。

在某空间光学系统一块反射镜的设计中，虽然采取了很多积极的措施来减小温度变化的影响，但由于能受到太阳直接照射，其空间热环境非常恶劣，因此仍需对其进行热变形分析。为此，对空间光学结构热分析的一般流程进行了讨论。对热变形分析过程中关键的温度场映射问题进行了研究，比较了两种温度场映射的方法。对于所研究的反射镜的热变形问题，选取了通过热传导分析建立温度场的方法进行了分析。分析结果表明，利用热传导建立温度场计算出来的镜面变形PV和RMS值的变化与实验结果是一致的，该方法具有普遍的适用性。

提出了640×480非制冷红外探测器UL04171驱动电路和焦平面器件模拟输出信号数字化的设计方法。针对UL04171探测器的工作条件，提出了偏置电压方案及满足该焦平面的双通道输出模拟信号数字化的AD模块设计。

按照红外成像传感器的工作原理，光学系统、焦平面阵列探测器和信号放大电路部分的线性和非线性效应是影响输出红外图像质量的主要方面，阐述了红外传感器系统模型的建立流程和仿真系统的实现步骤。仿真实验表明叠加了传感器效应的红外仿真图像置信度明显提高，可作为信号源对红外成像系统进行客观测试和评价。

针对自由曲面无固定解析式的特点，根据感光材料的光化学作用原理，以及曝光能量与曝光深度的制约关系，提出采用变剂量曝光的光刻方法制作自由曲面光学微器件。从光传播理论出发，分析了曝光过程光刻胶中光能量分布规律和曝光深度随曝光能量的变化关系，建立了光分布规律的数学模型，并应用计算机软件对模型进行仿真。结果表明：光能量在胶膜内呈规律性分布，在能量一定的情况下曝光深度随时间规律性增加，并逐渐达到饱和。同时，应用长春理工大学BOL500型复合坐标激光直写系统，选用美国Futurrex62A光刻胶、波长412 nm He-Ge气体激光器、5‰NaOH显影液进行曝光及显影实验，所得实验数据与仿真结果吻合。

针对一种倾斜补偿摆动式干涉仪，利用旋转式音圈电机作为驱动单元，设计了扫描控制反馈系统，建立了控制系统的数学模型，分析了系统的性能参数，并将PID控制应用于系统的反馈控制设计，提高了系统的稳态性能和动态性能。结果表明，在波数为8000 cm－1时对应干涉图频率的相对误差达到了0.67%，在实际应用中表现出良好的稳定性和可靠性，能够满足大气环境监测对傅立叶变换红外光谱仪的需要。

针对无人机红外行扫描仪对大容量图像数据实时高速存储的需求，提出并实现了一种基于SD卡乒乓存储方式、存储容量可扩展的无人机红外行扫描仪图像采集系统。该系统利用FPGA并行处理的优势，设计了一种基于BUS总线控制的SD卡乒乓存储方式,这种存储方式不仅可以极大的提高存储速率，而且使得存储容量可以根据实际需求进行扩展；并利用DSP逻辑运算的优势，设计并实现了FAT32文件系统，并在SD卡上成功移植；还利用图形化语言Labview编写了图像回放和分析软件，实验结果表明该系统能有效应用于无人机红外行扫描仪，其性能完全满足实际应用的需求。