针对大口径衍射光学元件快速高精度分析难题，提出了基于响应函数的光场调制分析方法。首先，将衍射元件表面的微结构分解成多个台阶结构；然后，使用严格矢量理论方法计算台阶对入射光场的调制作用，并转化成阶跃响应函数；最后，利用相干合成原理将每个台阶的阶跃响应函数合成为微结构对入射光场的响应。分析了微结构最小线宽、响应函数作用范围和台阶定位误差等对计算精度的影响，并利用所提方法计算了不同口径衍射透镜的近场及远场分布。结果表明，即使存在25 nm的台阶定位误差，透镜远场的最大光强和衍射效率与严格矢量理论计算结果的差异仍然小于2%，同时计算效率提升了至少3个数量级，可见，所提方法可兼顾大口径衍射元件分析的精度与速度。

红外探测器的非均匀性问题直接影响红外成像质量和测量精度。地基红外辐射测量系统对远距离飞行目标进行成像时往往不能占满全靶面区域。为提高图像质量，提出了一种基于定标的非均匀性分区域校正算法。以靶面大小为640×512的制冷型中波红外探测器为实验对象，基于黑体定标的两点校正法，采用全靶面校正算法及本文算法进行了验证。结果表明，当成像区域小于全靶面的1/3时，分区域非均匀性校正后非均匀性误差低于0.002%。与全靶面非均匀性校正算法相比，此校正算法使非均匀度进一步降低了30%至75%不等，非均匀性误差的下降率大于30%。采用本文算法后，各区域的非均匀度进一步下降，校正目视效果进一步提高。因此该校正方法具有一定的工程应用价值。

舰船驶过海面后会形成一条长度可达数千米且持续很长时间的尾迹区。这种显著特征为利用尾迹波的红外特征来探测舰船提供了依据。从舰船尾迹区特点出发，实现了尾迹波的可视化仿真。在Cook-Torrance光照模型的基础上建立了适用于舰船尾迹波的红外成像模型。采用射线跟踪算法，并综合考虑太阳辐射、天空背景辐射和大气传输等环境因素的影响，得到了不同探测条件下舰船尾迹波的红外成像特征。结果表明：俯仰角较小时海面整体较暗，舰船尾迹波特征明显；俯仰角较大时海面整体较亮，舰船尾迹波特征减弱；开尔文尾迹的成像特征受气温变化影响较小，湍流尾迹在低俯仰角低气温时为一条暗带，高气温时为一条亮带；海面风速增加，开尔文尾迹最终会无法分辨，湍流尾迹成为唯一可识别的舰船尾迹波特征。

We propose a surface plasmon resonance (SPR) sensor based on phase modulation and polarization interferometry, both of which provide a refractive index (RI) resolution of the same order as that of SPR sensors of the phase type. And it has a wide dynamic range and insensitivity of RI resolution to the thickness of metal films as that of the intensity type SPR sensors. In this letter, we choose electro-optic (EO) phase modulation instead of the angle modulation. We demonstrate theoretically that with the EO phase modulation, our sensor could provide a better RI resolution.