短波红外（SWIR,short-wave infrared）的波长覆盖范围为1～3μm,处在红外波段中的反射波段。相比于中长波热成像,短波红外能够反映更多的物体细节,方便检测与识别;相比可见光,短波红外在穿透云雾、烟尘等有着出色的表现。短波红外因其独特的成像特点,在弱光成像、着火点检测、环境检测、矿藏探测、半导体检测、农作物检测、生物成像等领域有着广泛的应用前景,因此针对短波红外成像技术的研究具有重要的学术意义和应用价值。本文的主要研究工作包括:基于中国科学院上海技术物理研究所最新研制的1280*1024元In Ga As短波红外探测器研制了高灵敏度的高速大面阵短波红外成像样机,实现了30Hz快速高灵敏度成像。本文分析了探测器面阵中的块盲元特性,设计了一种基于快速行进的盲元补偿算法;研究了In Ga As短波红外探测器高增益下成像质量与探测器工作温度的关系,并设计了一套基于探测器内部集成的半导体热电制冷器的闭环数字温度控制模块,实现了探测器的工作温度的精确控制。此外,本文还开展了基于In Ga As探测器的短波红外两档增益对比成像实验、透雾成像对比实验和生物成像实验,获得了良好的成像效果。针对低照度下短波红外图像的特点,本文设计了一种低照度短波红外图像增强算法。基于多尺度高斯差分细节增强方法改善弱光下短波红外图像细节,通过稀疏表达算法实现对图像的降噪,最后通过自适应灰度映射算法改善图像的动态范围与对比度。实验结果表明本文的算法有效地改善了低照度下短波红外的成像效果。本文开展了低照度下生物荧光显微成像实验,设计了一种基于梯度域引导滤波的多聚焦融合算法,实现了生物荧光组织在低照度显微条件下的全局成像。本文设计了一种低照度短波红外照度计,其波长覆盖范围为0.9～1.7μm,测量精度达到了10^-5W/m^2,测量范围为10^-5W/m^2～0.1W/m^2;通过该照度计测定了夜间短波红外照度,并分析了弱光条件下短波红外成像的影响因素,讨论了月相的变化以及气候条件对短波红外成像产生的影响。据此,本文研究了一种基于信杂比判据的弱光环境下短波红外小目标检测算法,结果表明该算法在本文的测试数据集上表现良好。