鱼眼镜头优势在于拥有极大的视场, 可以捕获更多信息。如今鱼眼镜头在安保安防、摄影、航空航天等方面得到广泛应用, 尤其在**和**中的地位不可替代。本文首先概括了鱼眼镜头的成像原理和发展历程, 分析了现代鱼眼镜头初始结构设计中的光线溢出以及与镜面无交点等常见的关键问题和已有的思路, 介绍了现代鱼眼镜头的应用和发展趋势, 最后讨论了鱼眼镜头目前发展中存在的一些设计瓶颈以及鱼眼镜头未来的发展方向。

随着卫星载荷在大气和地物等目标探测、识别领域的广泛应用, 空间红外相机技术得到了快速发展, 这对空间红外光学系统的技术水平也提出了越来越高的要求。本文通过调研近十年来国内外典型星载红外光电载荷的技术特点及其变化情况, 分析、总结了空间红外光学技术的研究现状和发展趋势。

为了实现弹载红外相机静态质心配平，在整机质量具有一定要求下，设计了一套数量少、质量 轻、工艺性好、互换性优的配重负载组合。针对狭小空间体积的弹载红外相机设计出配重负载以及合 理安排负载组合的安装位置，提出了先利用三维设计软件 Creo4.0 仿真出原始样机质心位置，再结合 整机的质心要求，在空间两点采用力矩平衡原理计算出配重负载质量和质心应在位置的耦合关系，在 总结归纳了配重负载设计原则之上，运用 Creo4.0 设计出配重负载方案。经过投图、加工、装配以及 严格的质心测试论证，结果表明，该方法很好地实现了质心配平功能，使得弹载红外相机满足质心要 求。这种静态质心配平思路相较于试配法具有快速高效、布局合理等优势。

现有的图像拼接系统具有拼接盲区的缺陷，对于监控系统会造成观察盲区，形成信息缺失，对监控安全造成威胁。本文为了消除图像拼接系统的拼接盲区，提出了一种新的无拼接盲区的图像拼接布局型式。首先，对具有拼接盲区的图像拼接布局型式与无拼接盲区的图像拼接布局型式的优缺点进行分析；其次，以 3个非制冷长波红外摄像机图像拼接系统为例，对非制冷长波红外摄像机镜头进行设计分析；最后，为了得到比较好的拼接图像，对待拼接的红外摄像机的畸变提出相应的处理措施。

对基于三坐标测量机的大口径红外透镜曲率半径检测方法进行了研究。首先简要阐述了三坐标测量机测量透镜曲率半径的原理，然后根据此原理应用误差理论推导出该方法测量透镜曲率半径时的标准差估计公式，并进行了相关验证实验。实验结果证明该测量标准差估计公式正确，并据此对三坐标测量机测量曲率半径的测量范围以及测量精度进行分析。研究结果表明：由于测量精度随着球冠包角θ值的增大而迅速减小，使得该方法较适用于测量球冠包角θ值较大的大口径透镜。

设计了一款高性能的紧凑型双视场长波红外光学系统, 该光学系统由前固定组、变倍调焦组、后固定组、中继组组成。采用机械补偿变焦方式、光瞳匹配技术、二次成像和二次折叠, 有效地对光学系统纵向和横向尺寸进行了约束, 外形包络在 220 mm×95 mm(局部 135 mm)×50 mm(局部 110 mm)范围内, 系统紧凑, 体积小。通过光学和结构材料的优选搭配及光学系统参数优化配置, 在-40℃～70℃范围内, 控制了光学系统热差, 光学系统光轴稳定, 小视场光轴稳定性＜0.04 mrad, 大/小视场转换光轴平行性＜0.1 mrad; 应用该光学系统的热像仪性能高, MRTD(3 cyc/mrad)＝0.07 K, NETD＝30 mK。设计结果表明光学系统像质良好, 满足热像仪使用要求。

研究了远程迎头探测飞机目标的红外辐射特性。分别介绍了飞机迎头的主要红外辐射源，飞机红外辐射特性的计算流程，以及红外光电系统入瞳接收到的蒙皮红外辐射能通量的计算模型，最后对远程探测水平路径大气透过率和飞机目标红外辐射强度进行仿真计算。

主要介绍了近年来国内外飞机目标红外辐射特性研究现状。分别介绍了影响飞机目标红外辐射特性的主要物理因素, 国外飞机目标红外辐射特性计算软件, 飞机目标主要红外辐射源, 飞行目标红外辐射特性外场飞行测试与相应软件仿真误差, 以及国内飞机目标红外辐射特性研究现状。

为满足高速多传感器大视场图像处理系统结构紧凑、高实时性的迫切要求，进行了以全可编程平台 ZYNQ为基础的多传感器实时图像拼接技术研究。重点介绍了该设计的基本架构、工作原理及 ZYNQ的功能模块设计等，通过对图像处理的结果表明，该技术满足高速实时图像处理的要求，同时可以扩展到更为复杂的多传感器大视场实时图像处理任务。

介绍了多视场热像仪变倍机构设计技术。从结构设计的角度出发, 对多视场热像仪常用的几种变倍机构的工作方式、光机结构特点及设计技术要点进行分析与研究, 指出不同机构型式的优缺点和适用性。总结了多视场热像仪变倍机构设计的主要原则。