针对现有目标检测算法未考虑无人机群成员之间相互关系，容易出现漏检、误检群成员和未能感知无人机群队形结构特性的问题，提出了一种基于红外探测的无人机群结构特性感知方法。首先，为减少图像中无人机外观特征损失，设计了空间深度-通道注意力模块，该模块结合空间深度转换模块保留判别特征信息的优点和通道注意力关注通道间相关性的特点，提高了检测网络的特征提取能力；其次，为充分利用图像中无人机群成员的位置、边界框大小等结构信息，提出了群成员关系模块，将无人机的结构信息融入到无人机群成员之间的关联信息，提高了检测网络对无人机群成员的检测定位能力。最后，在自建的Drone-swarms Dataset数据集上开展实验验证。实验结果表明：文中提出的无人机群结构特性感知算法的mAP达到了95.9%，较原始YOLOv5算法的mAP提高了约7%，有效提高了无人机群成员的检测精度；同时，检测速度达到59帧/s，实现了无人机群目标的实时检测，进而实现了无人机群队形结构特性的感知。

为满足红外探测系统对大视场、轻量化、低成本的需求，设计并研制了一款用于制冷型红外探测器的自由曲面离轴四反全铝光机系统。光学设计采用具有实出瞳的离轴无遮拦全反射式光路形式，并利用7次XY多项式表征各反射镜面型。在紧凑包络约束下，实现了6.25°×5°的视场角，全视场RMS几何弥散斑半径＜6.0 μm。各反射镜和支撑结构材料均选用6061-T651铝合金，各反射镜进行了柔性支撑设计，以降低装调时的刚性连接应力。采用激光干涉仪对光机系统波像差进行了测试，典型视场波像差＜RMS 0.7λ@632.8 nm。相比传统的离轴反射系统，文中系统采用“全自由曲面+全铝光机”新构型，能够用更紧凑的包络实现更大视场，且整机具有轻量化、低成本以及无热化的特点，在红外探测领域具有重要应用前景。

红外谱段（8~12.5 μm）作为红外对地光学载荷的主要探测谱段，在对地遥感领域发挥着重要的作用。以红外成像仪载荷的杜瓦组件为研究对象，宽幅高分辨率红外系统的光机结构作为输入边界，分析了关键面对系统杂散光的影响。为了抑制杂散光和降低背景辐射，利用柔性波纹管隔热实现200 K窗口和窗口帽低温设计。进一步分析了杜瓦组件窗口、窗口外壳、冷屏结构及表面处理工艺等对杜瓦内部杂散光的影响。冷屏采用三级挡板设计，滤光片为三波段集成，同时在考虑装配和加工精度的情况下，冷屏和滤光片支架采用分离方式。卫星红外成像仪载荷在轨运行良好，成像效果较好。为杜瓦设计和加工选择提供了一定依据。

天基红外探测场景下，云的存在会对目标探测造成严重干扰，导致无法连续检测跟踪目标，降低系统探测效能。系统在凝视工作模式下，背景在一段时间周期内变化较小，可根据背景特性建模分析不同云场景下探测系统的可用度。将理论分析、图像仿真、解析建模等多种手段相结合，对云场景下天基红外探测可用度进行快速评估。首先通过对目标穿越云层时的信杂比变化进行分析，建立可用度的初步估计模型，确定可用度的影响因素。然后在图像仿真和解析建模中，基于仿真结果拟合了信杂比低于阈值图像帧数跟云参数之间的线性关系，并结合参数物理含义建立可用度解析模型，采用回归分析法确定模型系数。最后基于新的仿真工况对比天基红外探测可用度的仿真值、初步估计值和解析预测值，验证模型的准确性和鲁棒性，该模型可作为系统可用度效能评估的有益参考。

傅里叶变换高光谱仪器在定量化遥感领域展现出极大的优势，非线性校正是保证在轨辐射定标精度不可缺少的过程。针对搭载于风云四号静止轨道干涉式红外探测仪（FY-4/GIIRS）运行轨道受日晒分布不均匀、仪器环境温度日变化剧烈的特点，推导出一种基于仪器光谱响应率修正的非线性校正算法，通过测量一组标准参考辐射源光谱量化值和光谱响应率，拟合得到光谱响应率一次项修正系数。在仪器环境温度变化后，利用一次项修正系数、黑体观测光谱值和黑体观测光谱响应率重新计算光谱响应率常数项修正系数，就可以得到任意仪器环境温度下的仪器非线性校正系数。经仪器发射前地面热真空（TVAC）定标试验数据验证，该算法简单有效，在各试验环境温度工况下，对180~320 K观测范围内的辐射定标精度均有明显的提高。

针对传统机载红外探测潜艇热尾流的计算方法未考虑温度、密度分层海水等实际海况，难以精准分析潜艇热尾流红外探测性能的问题。文中基于有限元分析方法，结合海面红外辐射模型和大气传输模型，构建出尾迹从浮升扩散、大气衰减到传感器探测的全链路数理模型，并应用模型开展全尺寸潜艇模型的仿真，实现在温度、密度分层海水情况下对潜艇热尾流红外探测性能的精准分析。结果表明：海水温度、密度分层条件对于潜艇尾迹的仿真和反演精度至关重要，当其他条件都相同时，海水温度、密度分层与不分层仿真出了截然相反的结果，不分层条件下海面为热尾迹，而分层条件下海面却为冷尾迹，直接影响对潜艇热尾迹反演精度。相比于海水分层，不分层情况下潜艇的反演误差达到了238.2 m，水面的尾迹温差不但相差了0.152 K，还呈现出了冷尾迹的现象。文中的研究对机载红外设备发现潜艇航行尾流特性的高精度识别反演具有重要意义。

传统的红外探测主要基于铟镓砷、锑镉汞等半导体光子型探测器，然而这类探测器在常温下具有灵敏度低和噪声较大的缺点，高灵敏探测还需要深制冷，相对于成熟的硅探测器性能差距非常大。因此，将不易探测的红外波段转迁移至硅探测器的工作波段，并且利用高性能的硅基探测器进行有效探测是一种可行的路径。基于这种思想，目前发展了一种有效的频谱迁移探测方法，即通过非线性和频上转换过程将红外光子的频谱迁移到硅探测器的探测波段，从而实现高效的探测。文中系统介绍了基于频谱迁移红外探测的基本原理、主要参数和最新研究进展，最后对潜在的研究趋势和应用前景进行了展望。

We present a scheme for estimating the noise-equivalent temperature difference (NETD) of frequency upconversion detectors (UCDs) that detect mid-infrared (MIR) light. In particular, we investigate the frequency upconversion of a periodically poled crystal based on lithium niobate, where an MIR conversion bandwidth of 220 nm can be achieved in a single-poled period by a special design. Experimentally, for an MIR radiating target at a temperature of 95°C, the NETD of the device was estimated to be 56 mK with an exposure time of 1 s. Meanwhile, a direct measurement of the NETD was performed utilizing conventional methods, which resulted in 48 mK. We also compared the NETD of our UCD with commercially available direct MIR detectors. We show that the limiting factor for further NETD reduction of our device is not primarily from the upconversion process and camera noise but from the limitations of the heat source and laser performance. Our detectors have good temperature measurement performance and can be used for a variety of applications involving temperature object identification and material structure detection.

探测距离是红外系统应用的重要评价指标，随着制冷型红外探测器的发展，红外系统自身热辐射已成为探测距离提升的重要限制性因素，冷光学设计是抑制自身热辐射的必然选择，因此对冷光学制冷温度指标进行评估和优化成为红外系统设计分析的新问题。文中从红外系统自身热辐射和经典探测距离理论出发，推导了包含系统噪声项的红外系统探测距离计算公式，提出了分布式探测距离的分析方法。以透射式光学系统为例，进行了影响因素灵敏度分析。通过对探测器焦平面进行分区域数据处理，得到了对应探测距离的主要影响表面。在此基础上，分析了在对主要影响表面进行低温处理前后（293.15 K制冷到173.15 K）探测距离的变化。结果表明，探测距离最大提升量达到43.32%，提升效果显著。该方法可为红外系统冷光学设计和评估提供参考。