红外偏振成像是红外探测成像科学中的一个全新领域。它将可见光中的偏振成像技术引入到红外领域,为红外探测和红外图像处理提供了新的思路和方法。本文以改善红外图像质量、显著提高红外成像系统的目标发现与识别概率为目的,对红外偏振成像的理论进行了详细讨论。借鉴可见光偏振测量的方法,确定了红外偏振成像所要测量的参数及其测量方法——测量斯托克斯图像。并以此为基础,提出了测量斯托克斯图像的红外偏振成像系统的模型。根据该模型的测量要求以及矢量波衍射理论,设计了两组不同基底的亚波长金属光栅,并作为该红外测量系统的偏振器件。最后,进一步讨论了偏振图像的融合算法。利用对偏振图像的仿真,在像素层上对直接算术加权法和小波分解重构法两种算法进行了比较。仿真实验比较结果表明,利用小波分解再融合重构的方法得到的图像具有更佳的效果,这为下一步研究工作打下了基础。