光纤是现代通信系统及量子保密通信网中不可或缺的传输介质。针对光纤端面缺陷对光传输系统造成传输质量下降甚至永久性损伤的问题，提出了一种改进YOLOv5算法的光纤端面检测模型YOLOv5_CS。该模型首先将轻量化网络ShuffleNetV2作为主干特征提取网络，利用深度卷积操作以及通道随机混合策略，缩减模型容量，丰富特征信息；随后引入卷积注意力机制（CBAM），同时在空间维度和通道维度上进行特征增强，提升网络性能；最后缩减特征融合层的卷积核数量，实现进一步的模型压缩，并利用数据增广技术构建的光纤端面数据集，对所提方法的有效性进行对比验证。结果表明，与YOLOv5算法相比，所提模型的模型容量压缩了80%，检测速度提升了31.1 frame/s，均值平均精度（mAP）提高了1.7%，能够较为准确以及实时地检测光纤端面缺陷。此项工作面向便携式智能检测装置的研制，可为光纤端面缺陷检测及相关视觉传感产业提供技术支持。

基于红外成像系统作用距离估算最小可分辨温差（MRTD）方法建立了红外偏振成像系统作用距离模型, 分析了背景杂波影响下红外偏振成像系统作用距离。通过仿真发现, 红外偏振成像系统作用距离是由目标/背景红外偏振特性、大气传输过程和观察方式等众多因素共同决定的, 背景杂乱程度大幅影响红外偏振成像系统作用距离, 偏振成像模式与强度成像模式依据应用条件的不同具有不同的优势。

为了对偏振热成像系统进行定标, 设计了反射式红外可控部分偏振辐射源, 从理论计算和实验测量两方面进行对比论证.首先, 推导了铝反射镜的穆勒矩阵, 提出了辐射源出射辐射偏振态的理论计算方法, 结果表明, 能够产生线偏振度小于0.80、圆偏振度小于0.60的长波红外部分偏振辐射.然后, 基于铝反射镜搭建了部分偏振辐射源, 并用线偏振热成像系统对出射辐射的偏振态进行测量, 结果表明该辐射源可以产生线偏振度在0.25～0.85之间的长波红外部分偏振辐射, 当铝反射镜入射角低于80°时, 线偏振度测量值的相对标准偏差低于6%.

红外成像可以获得目标的强度信息, 偏振成像可以获得目标的偏振信息, 二者结合更有利于目标的探测识别。实验选用天空中飞机、海面上船只、草地上车辆三种典型自然背景下的典型目标作为研究对象, 并利用自行研制的四通道同时长波红外偏振成像系统实现图像采集。实验结果表明, 相对于传统的长波红外成像, 长波红外偏振成像具有以下优势: 长波红外偏振度图像在一定情况下具有更高的图像对比度, 有利于目标的探测识别; 长波红外偏振角图像可以突出目标细节, 有利于观察者对场景内容的理解; 长波红外偏振度和偏振角图像在一定情况下可以抑制杂波干扰, 有利于杂波情形下的目标成像研究。

诸多实验证明海面辐射具有偏振特性，目前还没有有效的红外偏振成像系统的海面目标探测能力的相关理论。利用T. Elfouhaily提出的海浪方向谱模型反演出海浪高度分布；通过一种基于Monte-Carlo光线逆追踪的方法分析了海面的红外偏振辐射特性；根据Stokes矢量分量的噪声特性建立了Stokes矢量各分量的最小可分辨温差值(MRTD)计算方法；并在此基础上，利用Stokes矢量分量的MRTD与场景的表观温差(ATD)的差异建立了海面环境中的红外偏振成像系统作用距离模型。