针对离轴三反多谱段空间相机光学件自由度多、通道多且装调复杂的难题，进行了光学仿真分析和计算机辅助装调。根据光学设计结果，设计了基于光线追迹的视场光阑，给出了红外通道和可见光通道的波像差,并仿真分析了次镜和三镜的灵敏度矩阵。用可见光干涉仪对全反射式红外通道进行了装调。根据干涉仪得到的Zernike像差系数，结合计算机辅助装调仿真结果，以主镜为基准调整了次镜与三镜的空间位置关系，直至系统波前满足设计要求。红外通道中心视场和边缘视场的波前均方根(Root Mean Square,RMS)装调结果分别为0.15λ (λ=632.8 nm)和0.33λ；可见光通道中心视场和边缘视场的RMS值分别为0.06λ和0.07λ。考虑到加工和装调误差，装调结果与设计结果基本一致。相机在轨图像清晰，成像质量高。

制冷型红外探测器的冷屏通常采用直角结构挡光环。经过挡光环侧壁反射的杂散光可以直接到达焦平面，导致探测器的成像质量大幅下降。通过对冷屏挡光环结构进行理论分析，提出了一种可抑制杂散光的挡光环侧壁优化结构。利用LightTools软件对优化前后的冷屏进行了模拟分析。结果显示，杂散光的总功率减少了71.6%。通过实验验证发现，探测器的平均响应非均匀性减少了27.1%，成像效果明显改善。结果表明，这种挡光环侧壁优化结构对于抑制杂散光非常有效。

由于具有硬度高、热导低及脆性大的特点，蓝宝石材料的精细加工较为困难。对皮秒脉冲激光用于蓝宝石片划片的特点进行了分析和讨论。在此基础上，对用于红外焦平面组件封装的蓝宝石片的皮秒激光划片参数进行了研究，并得到了一系列优化参数。对于红外焦平面阵列封装中常用的厚度为0.4 mm的蓝宝石过渡电极板，在组合划片参数为P（100）X(0.01/20)Y&Z(12)Z(0.1/3)时达到了最佳划片效果。分析了激光功率参数变化对划片的影响，并对实际划片操作中的一些问题进行了探讨。

介绍了振动试验的概念、目的以及各个组成部分，并对各种试验作了简单说明。通过振动试验可以检验红外探测器各部分的薄弱环节。传感器在保证试验数据的准确性中起到了决定性的作用。主要从传感器的安装方法、安装角度以及控制点选择等方面进行了分析。正确的传感器固定方式可使系统静态噪声从0.105 mV降至0.019 mV。在试验中，传感器的单点控制会导致探测器的一些频率点数据放大22.9倍。通过多点控制研究与应用将振动量级控制在1.007倍，有效保证了振动试验的准确性。

红外光谱分析技术是一种用于食品健康检测、生物制药和环境监测等方面的高新技术。为了去除应用过程中的基线漂移现象，提出了一种基于小波最佳分解尺度的红外光谱基线校正算法。首先，对原始光谱信号多次进行每一层的小波分解，同时也进行每一层的小波重构。然后算得每一层的信噪比，并通过信噪比比对法获得除噪后的光谱信号。接着对该信号进行每一层的小波分解，得到每一层小波细节和小波逼近的频率。分别将两个频率做除法并求出比值。然后比较每层的比值大小，并选择最大的比值作为分解层数的最佳值。将最佳分解层数下的小波逼近系数置零后再进行小波重构，获得基线校正后的光谱信号。通过实验验证发现，该算法不仅可以为小波分解的最佳层数提供依据，而且能够在更好地保留有用信号的同时，除去高频噪声以及低频基线干扰。基线校正比较充分，效果良好。

为适应不同类型建筑的红外非接触式安全与质量检测需求，针对像元尺寸为14 μm×14 μm的1024×768元高性能非制冷长波红外探测器，采用变倍组光焦度为负值、补偿组光焦度为正值的正组补偿结构形式，并合理分配各组透镜的光焦度，设计了一种焦距为30～180 mm、工作波段为8～12 μm、 F数为1.2的大变倍比非制冷红外连续变焦成像光学系统，然后对其成像效果进行了分析。结果表明，该系统在变焦过程中成像质量良好，在探测器36 1p／mm特征频率处的光学调制传递函数(Modulation Transfer Function， MTF)值大于0.3，满足应用需求。