GeTe基半导体的非晶态，.-GeTe相和.-GeTe相可以相互转换，且在一定条件下稳定存在。利用高浓度空穴掺杂改善 GeTe热电和铁电性能，以及非晶相和晶相间的巨大差异和快速切换，使其在热电、自旋器件、相变开关、相变存储等多个领域具有很大的应用前景。此外， GeTe具有窄光学带隙和高载流子迁移率，有望用于高性能红外光电探测，然而其在红外光电探测方面还处于初始阶段。本综述在详述其性质及在热电、相变等领域应用情况的基础上，根据 GeTe的光电性质，展望了其在红外光电探测领域方面的应用。

中长波双波段红外成像技术能同时获得中波、长波两个大气窗口的红外辐射信息，同时具有两种单波段成像技术的优点。通过优势互补，中长波双波段红外成像技术能够提高装备对各种复杂环境条件的适应能力，提高各类作战任务的成功率。在过去二十几年中，欧美主要国家实现了从双探测器双波段成像到单探测器双波段成像的发展及批量装备，目前正向更高分辨率、更远作用距离的方向发展。中长波双波段红外成像技术主要用于提高各类主战装备对不同的作战环境的适应能力以及各类搜索跟踪识别系统对目标的探测识别成功率。此外，可以通过中长波双波段红外成像技术获取目标的温度、光谱特性等特征信息，可用于反干扰、反伪装。

近红外高斯激光束在强激光与材料相互作用、激光清洗、激光燃烧诊断等热点研究领域中发挥着重要的作用。然而，高斯光束能量分布的不均匀性阻碍了这些领域的深入发展。为提高工作效率和测量精度，实际应用中往往期望光束能量在较大工作距离内呈均匀分布，但现有光束整形方法无法同时满足长焦深和高激光耐受功率要求。为此，本文基于非球面像差效应提出并设计了一种新型长焦深高斯激光束均匀化光学系统，系统由非球面光束均匀化系统和球面长焦准直系统两部分组成，所有透镜均采用熔融石英并在其表面镀有增透膜，能够实现 99.9%的光学系统传输效率。系统工作波段为 1064 nm，工作距离为 1000 mm，系统总长为 135.2 mm，耐受激光功率不小于 300 W。设计结果表明：整形后的平顶高斯光束有效焦深为 ±100 mm，光束均匀性≥95%，会聚角为 17.52 mrad，能够满足上述应用场景的实际需求。本文设计的光束整形系统相比于其他激光光束均匀化系统，具有结构简单、易于加工、成本低、焦深长、耐受激光功率高、光束均匀化效果好的特点。

在天基光学监视系统中，根据有限的导弹助推段观测信息估算目标的弹道参数是衡量系统性能的重要指标，对支持目标识别分类、判定威胁程度都有重要意义。本文针对单星观测条件下提高弹道参数估计精度的迫切需求，提出了天基条件下利用氧气 A吸收带被动测距提高估计精度的方法。利用 MODTRAN对不同大气模型、不同气象、不同信噪比条件下的天基被动测距能力进行了仿真分析，在此基础上深入分析被动测距技术对弹道参数估计精度的提升能力，并与传统经验方法进行对比。仿真表明本文方法能够有效提高单星观测下的弹道参数估计精度。

本文基于 H.265/HEVC视频编码标准，实现了 CABAC编码中二进制算术编码器常规编码模式下的一种硬件流水线结构，根据算法特性设计并优化了编码器的硬件架构，将概率状态数据储存在 SRAM中，并使用查找表优化概率估计更新运算；对编码数据进行打包处理，简化概率估计更新带来的计算，以优化视频数据流编码速度；二进制算术编码采用多级流水线结构，支持四路并行编码。仿真结果表明，本文的硬件 CABAC二进制算术编码器平均每时钟周期可以完成 4个 bin的编码，符合较高帧率的 1080p视频实时编码要求。

高动态范围成像技术能够全面有效反映场景信息，有利于在高动态范围场景下获得高质量的成像。但当前常用的基于单台相机的多次曝光融合方法在动态场景下易出现“鬼影”问题，基于多个传感器同时曝光的系统复杂且价格昂贵，基于单幅低动态范围图像的拓展方法易丢失欠曝光或过曝光区域的细节信息，且多用于较好的照明条件。针对低照度动态场景成像，研究了一种基于双通道低照度 CMOS相机的高动态范围图像融合方法，对双通道 CMOS相机采集低照度动态场景两幅不同曝光图像，依据累计直方图拓展原则分别进行动态范围拓展，并采用像素级融合方法对动态范围拓展的序列图像进行融合。实验表明，动态范围拓展融合方法可满足低照度动态场景下获取高动态范围图像的应用要求，获得更佳的成像质量。

高光谱图像（hyper spectral imagery，HSI）分类已成为探测技术的重要研究方向之一，同时也在**和民用领域得到广泛运用。然而，波段数目巨大、数据冗余、空间特征利用率低等因素已成为高光谱图像分类的挑战，且现有的高光谱分类大多利用可见光或短波红外高光谱数据分类。针对这些问题，本文提出了一种基于光谱和空间特征的 K-means分类方法。首先提取空间特征，然后将光谱与空间特征相结合并降维，最后引入 K-means算法得到较普通 K-means更佳的分类结果。并将此算法运用在长波红外的高光谱图像分类中。

为了在对空中小目标打击过程中实现对目标的准确检测与跟踪，针对空中红外弱小目标信噪比低、像素点少等特点，本文基于红外视频图像，采用高斯滤波以及 Top-Hat算子对图像进行预处理；利用边缘检测算法对图像中的目标进行检测与定位；根据检测得到的目标初始位置，通过核化相关滤波跟踪算法对目标持续跟踪；最后对跟踪效果做了定量评估。实验结果显示，跟踪最大视场角度误差不超过 0.0062.，运行速度平均每帧可达 25.3帧/s，该方法能够有效地对空中红外弱小目标进行自动检测跟踪。

差异特征频次属性的分布构造对建立双模态红外图像差异特征多属性融合有效度分布合成具有重要意义。针对双模态红外图像差异特征频次属性分布构造的问题，提出了基于 K最近邻（KNN）概率密度估计的差异特征频次分布构造方法。利用累积分布函数得到差异特征频次真实序列值，计算所构造的差异特征频次分布中具有统计意义的频次序列值与真实序列值的相似性测度，对结果进行了验证。实验结果表明，将非参数概率密度估计运用于差异特征频次分布构造中具有可行性，且本文方法相较于 MISE最优带宽高斯核密度估计更能准确构造差异特征频次分布。

为了提升红外和可见光图像融合效果，提出了一种新颖的融合方法。对可见光图像利用支持向量机和腐蚀膨胀算法在图像分块的基础上进行分割获取含有重要场景信息的特征子图像和灰度场景子图像；对红外图像进行热目标边缘提取并增强，结合前述特征子图像和最大类间方差法获取边缘增强的目标子图像，特征子图像和灰度场景子图像。利用小波包分别对两特征子图像，两场景子图像进行融合。融合过程中，根据子图像特点择取不同融合准则，并对高频融合系数进行系数修正使其更为准确可靠。将红外热目标注入到前述融合结果中获取最终融合图像。实验结果表明，提出算法从主、客观评价上都要优于对比算法。

为了解决汽车抗晕光场景中，融合图像质量的客观评价与人眼视觉效果不一致的问题，提出了一种新的可见光与红外融合图像质量评价方法，该方法通过设计自适应迭代阈值法自动确定融合图像的晕光临界灰度值，并将融合图像自动分为晕光区和非晕光区。针对晕光区，设计晕光消除度指标评价晕光消除的效果；针对非晕光区，从多方面评价色彩、细节信息的增强效果，并甄选出合适的指标构成完整的图像质量评价体系。为验证该方法的合理性，对采用 4种不同算法的融合图像进行评价，实验分析表明，该方法的主客观评价结果一致，适于评判不同可见光与红外融合的抗晕光图像质量及算法的优劣。

针对目标检测概率较低导致单个传感器无法对目标进行有效检测并跟踪的问题，本文提出了多传感器箱粒子概率假设密度（multi-sensor box particle probability hypothesis density filter, MS-BOX-PHD）滤波器。MS-BOX-PHD滤波器首先将多个传感器的量测转换、融合成为一个量测集合，并利用箱粒子概率假设密度（box particle probability hypothesis density filter, BOX-PHD）滤波器对多个目标的状态进行预测和更新。数值实验表明，相较于单传感器箱粒子概率假设密度（Single-BOX-PHD）滤波器， MS-BOX-PHD滤波器在目标检测概率较低时，能够有效地对多目标的状态和数目进行估计；相较于区间量测下多传感器标准 PHD粒子（multi-sensor standard probability hypothesis density particle filter with interval measurement, IM-PHD-PF）滤波器，在达到相同的跟踪性能时，计算效率提升了 38.57%。

非金属材料粘贴结构的脱粘现象可影响其性能，使用红外无损检测技术可对粘贴缺陷进行有效的识别。首先研究了基于红外无损检测技术的粘贴缺陷边界特征，确定了使用温度梯度极值判断粘贴缺陷边界位置的定量分析方法；结合该特征，采用了 Canny边缘检测算法对数值模拟的粘贴缺陷模型进行缺陷边界识别。同时使用该算法对实验数据进行识别，针对识别结果出现的边界模糊、噪点多等问题，提出了筛选出所有“疑似边界”以保留“弱边界”的改进算法。结果表明，改进后的 Canny算法能够提高红外无损检测粘贴缺陷的完整性和准确性。

防离子反馈微通道板过渡载膜的去除对其性能和质量有重要影响。本文分析讨论和实验研究了硝化纤维素膜的去除技术。采用氢气保护热处理和紫外辐照法去除硝化纤维素过渡载膜，使用 XPS、体电阻和电流增益测试分析了处理过程中的表面成分和性能变化，讨论了硝化纤维素膜成分去除和微通道板性能保持的问题。认为氢气保护热处理和紫外辐照能有效去除硝化纤维素膜成分。