电磁波谱的热红外（8～14μm）谱段在物理学上也可以称为长波红外(LWIR)谱段，大气对此波段内的辐射吸收较少，地物热辐射信息大部分都能够穿透大气，从而可用于对地遥感和探测，此波段也被称为大气窗口。热红外穿透烟雾能力强、作用距离远、抗干扰性强，而且可以昼夜全天时工作，可广泛应用于民事以及军事领域。国家高科技发展863计划对地观测与导航领域在“十二五”期间支持开展热红外成像光谱仪工程样机研制，本课题依托该项目先期对制冷型热红外焦平面信息获取技术展开研究，搭建了一个热红外信息获取系统，并对相关技术进行了探讨。　　 论文首先介绍了热红外成像及热红外焦平面探测器的发展情况，然后针对热红外系统的几个关键问题展开了研究。探讨了热红外焦平面探测器技术、介绍了焦平面探测器的制冷方式和读出电路、分析了热红外系统的信号成分组成（包括背景辐射，暗电流特性及温度对其的影响）、研究了热红外系统的响应特性、论述了热红外系统的噪声特性以及积分时间对系统性能的影响，在以上各个部分的研究中如何优化设计提高热红外焦平面信息获取系统的性能贯穿始终。　　 在具体研制的电子学部分中，针对热红外焦平面阵列的特点设计了一套低噪声、高帧频的驱动及信号调理电路，对增益电容的选择、积分时间的设计、温控点的设置均进行了优化设计，针对热红外焦平面成像系统的电子学选择了合适的值。课题采用了NI公司的PCIe-6537卡进行数据采集和传输，以确保红外图像数据能够实现高速传输，同时利用串口传输相关的指令、配置参数等信息。整个系统体积很小，采用模块化设计，具备很好的通用性和可扩展性。　　 本课题还对热红外图像的数据处理技术进行了研究，包括盲元检测与补偿、非均匀性校正以及热红外成像系统的数据定量化反演。最后结合现有的光学镜头，搭建了一套热红外成像系统，测试了系统的噪声情况以及等效噪声温差(NETD)，并在不同条件下对不同目标场景进行成像实验，得到了质量很好的热红外图像，验证了热红外对雾霾的穿透能力和对物质的识别能力。成像系统经过测试，在室温下的温度灵敏度平均优于50mk，显著优于目前市场上国内研制的热红外成像系统，其对人脸的成像效果与法国Sofradir公司网站上给出的人脸热红外图像效果相当。