摘要:报道了基于分子束外延(Molecular Beam Epitaxy, MBE)碲镉汞(Mercury Cadmium Telluride, MCT)技术的大幅宽、多谱段、大像元高光谱红外探测器的最新研究进展。采用MBE技术制备出高质量MCT材料；采用成熟的n-on-p技术路线制备探测芯片，并针对特殊形状的大像元进行了优化；高光谱专用读出电路设计针对短波、窄谱段、小信号等典型特征进行了优化，并针对光谱应用加入行增益可调等功能设计。测试结果表明，组件基本性能良好，有效像元率大于99.5%，平均量子效率优于70%。

摘要:为了满足天基系统对红外探测目标的高精度识别需求，提出了一种基于多波段特征融合模板匹配的目标识别方法。首先阐述分析了目标多维特征要素以及分类手段。结合目标运动特征、多波段下目标光谱特征以及红外辐射变化等特征实现了特征融合处理，并基于区域特征变化，采用动态规整模板匹配算法完成了目标识别。最后结合合作目标的红外辐射强度序列数据对参数进行了训练调整。分析结果表明，本文建立的识别方法能够较好地实现目标型号识别，性能优于传统的动态规整匹配算法。

摘要:本文旨在研究少模光纤中飞秒脉冲的传输与演化特性。提出了一种高非线性少模甲苯液芯光子晶体光纤(Toluene Liquid-Core Photonic Crystal Fiber, TLC-PCF)。泵浦波长处的非线性系数约为 42 W^-1·km^-1。采用多模广义非线性薛定谔方程(MM-GNLSE)对飞秒脉冲的传输与演化进行了建模和求解。对比了不同峰值功率(1 kW、10 kW、50 kW)的能量转移特性。当中心波长为2000 nm、峰值功率为50 kW、脉宽为200 fs的高斯脉冲在30 cm长的TLC-PCF中传输时，得到1980～2500 nm的超连续谱输出，能量转移在0.02 m处首次到达平衡点。数值结果表明，当一个模式被激发时，其简并模式会发生能量转移，且四波混频(Four-Wave Mixing, FWM)负责TLC-PCF中模式间的能量转移。本文创新性地采用MM-GNLSE理论分析具有慢非线性的少模液芯光子晶体光纤中的模式耦合、超连续谱产生(Supercontinuum Generation, SCG)以及能量转移特性。

摘要:测地激光陀螺是一种基于Sagnac效应的测量地球自转角速度的惯性传感装置，可应用于世界时、大地测量学等领域。激光陀螺一般由压电陶瓷控制推移反射镜来提高稳频精度。针对稳频机构工作过程中球面反射镜的法向位移对谐振腔的影响，从环腔稳定性定义出发，不同于传统的光学矩阵分析谐振腔稳定性，而是使用更真实的射线追踪仿真对球面反射镜法向位移时谐振腔的出光稳定性进行分析。仿真结果表明，环腔的尺寸与球面反射镜的法向可位移范围呈正相关，实验测得可位移范围为1.492~1.695 mm左右，实验与仿真结果误差在1%内。本文对测地激光陀螺在稳频机构工作过程中的球面反射镜法向位移的影响进行了初步探究，研究结果对于测地激光陀螺的稳频控制及陀螺搭建有一定参考意义。

摘要:资料变分同化方法基于观测误差无偏的假设，故偏差订正是卫星资料质量控制的重要环节之一。开展了基于集成学习的风云四号A 星(Feng-Yun 4A, FY-4A)干涉式大气垂直探测仪(Geostationary Interferometric Infrared Sounder, GIIRS)中波红外通道亮温偏差订正研究。将随机森林、极端梯度提升(eXtreme Gradient Boosting, XGBoost)、Decision Tree和Extra Tree作为集成学习的基础模型。在优化基础模型的超参数后，采用广义误差极小化方法集成基础模型回归结果。基于台风“利奇马”期间的加密晴空视场点资料，对比了集成学习、基础模型和离线法的GIIRS通道亮温偏差订正效果。试验结果表明，本文所采用的订正方法均取得了好的结果。在所有方法中，集成学习的订正效果最佳。在气团预报因子中，地理(经度和纬度)信息对基础模型贡献率较大。本文方法可推广至其他资料的偏差或误差订正。

摘要:光纤传感技术作为当前热门技术之一，在工程监测领域有着许多重要应用。通过探讨光纤传感技术在工程形变监测中的应用案例，展示了其在工程监测领域的重要性。光纤传感技术利用光纤作为传感元件，可以实现对形变的连续、实时监测，并提供高精度的监测数据。通过布设应变光缆和温度补偿光缆，在合璧津高速公路K134段高架桥上进行了监测实验。结果表明，光纤传感技术能够准确评估结构的变形情况，并通过温度补偿算法消除了温度变化对数据的影响。通过几何方法计算沉降位移，可以实现对沉降位移的估算。

摘要:易制毒气体识别对于抑制毒品流通具有重要作用，但目前关于易制毒气体浓度检测的研究还不成熟。针对易制毒混合气体检测的问题，通过采集傅里叶红外光谱信息建立了反向传播(Back Propagation, BP)神经网络模型。以乙醚和丙酮的混合气体实验为例，对BP-傅里叶红外变换光谱(Fourier Transform Infrared Spectroscopy, FTIR)模型进行了验证和分析。结果表明，利用BP-FTIR吸收系统采集的多组分混合气体的光谱数据的总体回归R值为0.99273，相关性强。在混合气体测试中，乙醚气体的最大预测误差为28 ppm，丙酮气体的最大预测误差为11 ppm，总体预测误差较小，说明该模型能够较好地预测乙醚丙酮混合气体的浓度。因此，神经网络模型对多组分易制毒气体进行浓度反演的预测结果精度较高，本研究也为易制毒及其他混合气体检测提供了新的思路。