针对高光谱影像分类方法精度不足的问题，提出一种基于空间-频谱变换（Spectral-Spatial Transformer，SST）网络的高光谱影像分类方法。首先，将高光谱影像预处理为一维特征向量。然后，设计了具有光谱-空间注意力模块和池化残差模块的SST高光谱影像分类网络。本文所提出的分类方法在Indian Pines数据集和Pavia University数据集上的总体分类精度分别为98.67%和99.87%，表明此方法具有较高的分类精度，为高光谱影像分类及应用提供了一种新方案。

相干反斯托克斯拉曼散射（CARS）显微成像在快速病理学分析、药代动力学等领域展现了极大的应用潜力，然而在成像时产生的非共振背景噪声信号会影响CARS信号的探测。通过调谐波长，可实现在拉曼共振、非共振噪声共存处产生信号，也可实现在仅有非共振噪声处产生信号，两信号相消可以在一定程度上消除非共振背景噪声的影响。文章搭建了基于分离脉冲放大及晶体倍频的波长可调谐掺铒光纤激光系统，通过控制两级放大器的泵浦功率实现了779.1~784.5 nm，777.5~786.1 nm，784.5~790.5 nm的波长调谐，获得了110.8 mW，136 fs的脉冲输出。通过与掺镱激光系统被动同步，可用于CARS成像。

针对低对比度红外图像中海天线检测困难，且易受云层、条状波浪和海杂波等干扰因素影响的问题，提出了一种采用偏振差分图像进行海天线检测的方法。首先，利用偏振差分方法增强海面区域的局部对比度和海天线的信噪比；其次，对偏振差分图像采用大尺度的局部对比度累加方法确定海天线区域；最后，在海天线区域中采用梯度显著性及多项式拟合方法完成小尺度的海天线精确检测。该方法将偏振度、偏振角等多维信息融入海天线检测，并采用了大尺度与小尺度相结合的检测方法，能够有效克服云层、条状波浪和海杂波等因素的干扰。实验结果表明该算法的海天线检测准确率为98.5%，平均耗时16 ms，能够实现快速、准确的海天线检测，具有较强的场景适用性。

红外偏振成像技术具有探测距离远，目标识别率高等多种优势，但在复杂环境下目标偏振特性易受背景辐射影响，使得红外偏振设备的探测能力大幅降低。本文基于偏振双向反射分布函数，综合考虑目标和背景间的辐射耦合效应，建立了目标偏振度计算模型。对比研究了有强辐射背板和无强辐射背板两种情况下目标偏振度的变化情况，并针对陆基和机载探测等小角度探测情况，仿真研究了目标和背板的温度、夹角等参数对目标偏振度的影响规律。研究结果表明：目标和背板温度相同时，辐射耦合效应会显著降低目标的偏振度，但不会改变目标偏振度随温度升高而增大的趋势。当目标和背板温度为30 °C、40 °C和50 °C时，目标偏振度的最大值分别为无强辐射背板时的63.7%、44.9%和42.2%。可见温度越高，目标和背板间的辐射耦合效应越强，目标偏振度降低的比例越大。此外，辐射耦合效应的强弱不仅与温度有关，还与目标和背板的夹角有关。随着夹角的增大，目标偏振度先增大后减小，且在夹角约为105°处取得极大值。因此，辐射耦合效应会在一定程度上改变目标偏振度，从而影响红外偏振设备的探测能力。最后，通过搭建的长波红外偏振成像系统，对建立的目标偏振度计算模型进行了实验验证，实验结果与仿真分析结果基本一致。本文研究成果对提升陆基和机载红外偏振设备的探测和识别能力具有一定的指导意义。