介绍了非制冷红外焦平面探测器的基本工作原理，并概括了其关键技术参数。梳理了非制冷红外焦平面探测器技术与产品的发展简史，综述了国内外相关研究及产品开发的最新进展。最后还讨论了非制冷红外焦平面探测器技术的发展趋势。

基于nBn结构的InAsSb器件具有扩散电流极限低、造价低廉、容易实现大面阵以及可兼容现有III-V族二极管电路等诸多优点，是小型化、低功耗、低成本、高分辨率中长波探测器的首选之一。在InAsSb材料的外延生长过程中，As的组分很难精确控制。为了找到允许的误差范围，研究了用分子束外延 （Molecular Beam Epitaxy, MBE）工艺生长InAsSb材料过程中As组分对材料表面形貌、晶格质量以及器件截止波长等方面的影响。试验结果表明，在保证材料外延厚度小于临界厚度的前提下，材料对压应力的容忍程度比拉应力高。将As组分控制在略小于91%的范围内，不但可以保证材料的质量，而且还能略微增大器件的响应波长。

红外焦平面探测器的光谱一致性是评价材料制备水平的重要参数之一。探测器材料因制备工艺的不同而存在差异。由于光谱仪光斑尺寸的限制、探测器杜瓦结构的局限性以及设备采集光谱的巨大数据量，难以对探测器组件的光谱一致性进行测试分析。为此提出了一种新方法，即选取用传统工艺和优化工艺制备的两种探测器样品，并选取成像图中与工艺相关的多个明暗特征区域，再测试这些区域的光谱曲线并对其进行分析汇总，然后通过比较光谱最大差异来评判探测器光谱一致性的优劣。该方法测得两种探测器特征区域的光谱最大差异分别为1.21μm和0.30μm。测试结果表明，优化工艺后的光谱一致性优于传统工艺。

太赫兹波的频率介于红外线与微波之间，其独特优势使得太赫兹三维成像已成为国内外的研究热点。为了将光场成像技术拓展到太赫兹波段，介绍了太赫兹光场成像的实验与处理方法。采用太赫兹相机阵列采集到了一系列特定视角的太赫兹光场数据。针对由成像系统的器件限制导致图像存在较强噪点等问题，通过离散余弦变换 （Discrete Cosine Transform，DCT）滤波达到了较好的去噪效果并有效保留了图像的细节信息。利用峰值信噪比 （Peak Signal-to-NoiseRatio， PSNR）和结构相似性 （Structural SIMilarity， SSIM）图像质量评价指标对比了多种滤波去噪方法，证明了DCT滤波方法对于太赫兹图像预处理的可行性。通过选取不同深度值得到了不同景深处的图像重构结果，初步实现了太赫兹光场成像的数字重聚焦。

在分析网络通信安全需求的基础上，阐述了光纤传感技术和光缆状态实时监测技术对网络通信安全的保障作用。介绍了光纤传感技术的发展历史以及具有代表性的光纤传感器，然后介绍了分布式光纤振动传感系统的原理和工作方式，并对该系统的解调方法进行了分析。为了获得更高的信噪比，通过实验分析了数据解调中延迟差分对信噪比的影响。结果表明，在一定范围内，延迟时间与信噪比正相关。

由于我国幅员辽阔，不同地域的环境温度差别巨大。为满足建筑工程安全监控用红外热像仪的环境适应性要求，采用了折射/衍射混合光学被动无热化设计方式。通过对不同红外光学材料透镜的光焦度进行合理分配，设计了一种能够在-55～70 ℃范围内工作、视场为24.1°×19.4°的小型化非制冷红外成像光学系统。该系统的工作波段为8~12 μm，F数为1.0。设计结果表明，系统结构简单、体积小且成像良好，在空间频率42 1p/mm处的光学调制传递函数 (Modulation Transfer Function，MTF)值大于0.3，可以满足应用需求。

针对市场上销售的蔬菜存在的农药残留问题，提出了一种高效无损的小白菜农药残留定性分类鉴别方法。将3组小白菜叶片和氯氟氰菊酯农药作为研究对象，并分别对其中的2组小白菜喷洒2种不同浓度 （农药与水的配比分别为1∶500和1∶20）的农药，从而形成不含农药、含轻度农残和含重度农残的三类样本。然后分别采集三类样本的近红外光谱数据，并对其进行小波软阈值预处理，再利用主成分分析 （Principal Component Analysis，PCA）对数据进行降维，最后采用Fisher判决和K近邻 (K-Nearest Neighbor, KNN)分类方法进行鉴别。实验结果表明，此方法对无农药残留与含轻度农药残留两类样本的正确鉴别率为95%，且对含轻度农残与含重度农残两类样本的正确鉴别率为90%。因此，本文方法可用于对小白菜农残进行有效的定性分类鉴别，为蔬菜农残定性分类鉴别提供了一种新思路。