作为一种新型光电探测技术，偏振成像可同时获取场景的空间分布和偏振特征，针对特定应用场景具有优异的材质区分及轮廓辨识能力，广泛应用于目标探测、生命科学、环境监测、三维成像等领域。偏振分光或滤光器件是偏振成像系统的核心元件，然而该类传统器件受限于体积庞大、性能不佳、易受干扰等问题，难以满足高集成、高性能、高可靠性偏振成像系统的要求。超构表面是一种结构单元以亚波长间隔准周期排列而成的二维平面器件，可在不同偏振方向对光场的振幅、相位进行精细操纵。基于超构表面的偏振器件具有体积小、重量轻、维度高等特点，为集成化偏振成像系统提供了新的解决方案。本文针对偏振成像，综述相关超构表面的功能原理、发展脉络和未来趋势，讨论并展望其在成像应用和系统集成方面所面临的挑战与机遇。

太阳耀光干扰严重阻碍遥感领域中目标信息的有效提取，为实现复杂海面背景中水下**目标的全天候全天时监测，针对无人机载平台，提出基于偏振信息的海面太阳耀光抑制方法。利用太阳耀光和目标信息光的偏振特性差异构建光成分解耦分离模型、选择非饱和偏振图像组解算场景全域偏振信息，使用穆勒矩阵形式的太阳耀光归一化反射率求解太阳耀光的偏振态空间分布；提出光源-水下目标-探测器偏振态传输模型以求解目标信息光偏振度，并根据被动水下成像物理模型，利用水体衰减系数对目标信息光偏振度进行修正；最终实现波动水面的反射太阳耀光抑制。实验结果表明：对于户外真实波动水面场景，耀光抑制图像的区域对比度和图像信杂比相较于90°偏振图像分别提升25.3%和78.4%。本文方法可有效增强太阳耀光干扰下的水下目标表征，从而助力我国挺进深蓝、向海而兴。

作为分焦平面型偏振成像系统的核心光学器件，微偏振阵列（Micropolarizer Array，MPA）对场景目标偏振信息的重构有着重要影响。针对传统2×2 MPA存在的图像分辨率损失和瞬时视场误差等问题，以及现有模型仅能设计2×N系列MPA的局限性，基于傅里叶频域提出了一种可涵盖2×N系列和N×N对角系列MPA排布模式的设计模型，并优化设计了3种新型对角排布的MPA。通过理论分析、外场实验和数值模拟对已有的MPA及新设计的MPA的重构性能进行了定性分析与定量测试。实验结果表明：利用2×2×2 MPA重构的S₀，S₁，S₂及线偏振度图像在定量测试和视觉效果方面最优，而对于单探测器的快照式成像系统，新型3×3 MPA获得的重构效果最佳。本文改进模型的应用和新型MPA的提出可为多样化和高性能MPA的制备提供理论依据，促进了DoFP偏振成像系统的工程实际应用。

为提高甚高频无线通信系统的抗高空电磁脉冲能力，基于易损性分析结果，确定了瞬态泄流和稳态滤波联合防护的设计思路以及设计指标，并研制了防护样件。使用20 ns/500 ns传导注入波形开展防护组件脉冲注入试验，比系统原始防护器残余电流峰值减小60%，启动时间缩短75%，作用时间缩短80%，注入波形低频能量限制（20 MHz以下）提高1个量级；以某甚高频无线通信系统为被试品，开展了防护组件加固验证试验，防护组件残余电流控制在10 A水平以下，被试系统功能和性能指标正常，验证了防护组件设计的有效性。