2026年第45卷第1期

红外物理与材料器件

• 第四代红外探测器的定义与发展探析

  叶振华, 李辉豪, 刘铭, 赵俊, 林春, 陈建新

  2026,45(1):1-15 ,DOI: 10.11972/j.issn.1001-9014.2026.01.001

  摘要： (40) HTML (10) PDF (2.62 MKB)(31)

  Abstract:

  随着在航天侦察、光电对抗、空间科学等领域的广泛应用，红外探测器正经历从“第三代充分发展”向“第四代探索”的关键转型。面向当前红外探测技术应用的迫切需求，重点探析第四代红外探测器的定义与发展。首先，梳理红外探测器的发展脉络，从功能集成、学科发展、技术演进等方面探讨红外探测器的发展趋势，提出第四代红外探测器的初步定义。其次，论述第四代红外探测器在挑战光强探测极限性能、光场多维信息感知、片上智能化和红外微系统芯片等技术发展的简要思考。最后，展望AI赋能下的红外探测器智能制造生态，加速第四代红外探测器由构想阶段迈向实际应用。

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• 基于晶圆键合的GaInP/GaAs/InGaAsP聚光三结太阳电池

  章继成, 关维维, 孙强健

  2026,45(1):16-21 ,DOI: 10.11972/j.issn.1001-9014.2026.01.002

  摘要： (15) HTML (4) PDF (1.16 MKB)(22)

  Abstract:

  采用全固态分子束外延（MBE）技术在InP衬底上生长InGaAsP材料，获得了与衬底之间没有失配位错且界面质量和发光质量较好的1.05 eV的InGaAsP材料。在此基础上，分别在InP衬底上生长InGaAsP单结太阳能电池以及GaAs衬底上生长GaInP/GaAs双结太阳能电池。利用晶圆键合技术将两个分立的电池键合制备成一个GaInP/GaAs/InGaAsP三结太阳电池。在地面光谱AM1.5G （Air Mass 1.5 Global）太阳模拟器下，GaInP/GaAs/InGaAsP晶圆键合太阳电池的转换效率为30.6%， 聚光下获得了34%的效率。研究结果表明，MBE能够生长出材料质量佳的InGaAsP材料，室温晶圆键合技术在制备多结太阳能电池方面具有很大的潜力。

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• 强耦合电光可调谐 780 nm 超窄线宽激光源

  薛凯, 戎佳敏, 邢国徽, 薛俊洁, 刘文耀, 周彦汝, 邢恩博, 唐军, 刘俊

  2026,45(1):22-29 ,DOI: 10.11972/j.issn.1001-9014.2026.01.003

  摘要： (20) HTML (2) PDF (3.26 MKB)(14)

  Abstract:

  780 nm激光器频率可以高度匹配并精确锁定到铷（Rb）原子吸收线上，对强相干性和快速可调谐性有着明确的要求，从而在量子计算、精密测量和高灵敏度传感等领域起到关键作用。本文基于自注入锁定线宽压窄效应，得益于回音壁谐振腔超高品质因子，验证了780 nm自注入锁定窄线宽可调谐激光器，并实现十千赫兹量级（23.8 kHz）的单纵模输出。更重要的是，通过优化组合耦合系数K，结合铌酸锂电光效应，有效提高激光器频率失谐度，调谐范围达到110 pm，调谐效率为6.4 pm/V。该研究为近红外范围内应用的快速调谐窄线宽激光器提供了高性能的设计方案，有望在未来发挥重要作用。

• 基于薄膜铌酸锂的高性能多功能集成光路

  屈柏昂, 郭宏杰, 杨永康, 陈文彬, 张学琛, 郭文涛, 谭满清

  2026,45(1):30-35 ,DOI: 10.11972/j.issn.1001-9014.2026.01.004

  摘要： (24) HTML (3) PDF (1.54 MKB)(15)

  Abstract:

  文章介绍了一种前沿性的多功能集成光路（Multifunction Integrated Optic Circuit ，MIOC）设计，该设计基于薄膜铌酸锂，在尺寸、半波电压要求和集成能力方面超越了传统的基于体波导的MIOC。通过实施亚波长光栅结构，实现了超过29 dB的偏振消光比（Polarization Extinction Ratio，PER）。此外，我们的电极设计使电压长度积（V_πL）低于2 V·cm，而双锥形耦合结构则显著降低了插入损耗。这一进步为光学陀螺仪的小型化和集成化提供了关键方向，标志着对该领域的重大贡献。

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• 基于相变材料的宽带高消光比非易失性光开关

  梁凯, 岳文成, 许凡, 朱倩男, 张建民, 王书晓, 蔡艳

  2026,45(1):36-41 ,DOI: 10.11972/j.issn.1001-9014.2026.01.005

  摘要： (12) HTML (5) PDF (2.10 MKB)(16)

  Abstract:

  介绍了一种基于相变材料 Sb₂Se₃ 的宽带、高消光比、非易失的 2×2 马赫-增德尔干涉仪（MZI）型光开关。在波长为 1 550 nm 时，插入损耗 （IL） 为 0.84 dB，消光比 （ER） 达到 28.8 dB。器件的3 dB 带宽大于 150 nm。在 3 dB 带宽内，直通态和交叉态的消光比分别大于 20.3 dB 和 16.3 dB。Sb₂Se₃的晶化和非晶化功耗分别为 105.86 nJ 和 49 nJ。该宽带高消光比非易失性光开关在光互连和光计算中有极大的应用潜力。

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毫米波与太赫兹技术

• 基于双2π模式的双频段毫米波扩展互作用速调管研究

  徐彻, 卢佳妮, 唐永亮, 唐先锋

  2026,45(1):42-50 ,DOI: 10.11972/j.issn.1001-9014.2026.01.006

  摘要： (14) HTML (2) PDF (4.93 MKB)(15)

  Abstract:

  本文基于双2π模式的多模工作机制，提出了一种新型的双频段毫米波扩展互作用速调管放大器（EIKA）。该设计由宽带行驻波模式输入腔和双2π驻波模式输出腔构成，形成紧凑的慢波结构设计，总电路长度约为24 mm。粒子仿真结果表明，在15.6 kV、1 A的电子束和0.6 T的均匀磁场作用下，该器件在93.76~94.96 GHz的1.20 GHz带宽可以达到183~1 024 W的输出功率。值得注意的是，它可以实现低2π和高2π频段的双频输出，在-3 dB带宽分别为0.33 GHz和0.20 GHz的情况下，最大增益为37.09 dB （93.90 GHz时为1 024.10 W）和35.75 dB （94.84 GHz时为752.20 W）。通过微扰法-冷测实验，得到了典型的双2π模场分布曲线，进一步验证了双2π模设计的有效性。

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• 面向雷达智能隐身的有源超表面研究进展

  王东姝, 刘同豪, 汪刘应, 刘顾, 陈海青, 陈孟州, 葛超群, 王龙, 王滨, 许可俊

  2026,45(1):51-68 ,DOI: 10.11972/j.issn.1001-9014.2026.01.007

  摘要： (19) HTML (6) PDF (3.78 MKB)(18)

  Abstract:

  新兴的有源超表面具备体积小、重量轻、易集成等优势，在武器雷达智能隐身中具有重要的应用前景。基于此，文章围绕当前武器装备的雷达智能隐身需求，阐明了有源超表面在电磁波调控的方法途径和性能优势，梳理了各类有源超表面的发展历程，总结了面向雷达智能隐身的有源超表面的研究现状和未来发展方向，为有源超表面在武器装备雷达智能隐身中的广泛应用提供相关理论依据及设计参考。

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• 具有各向异性的四碲铱铌太赫兹探测器

  刘远, 许永姜, 赖志鸿, 沈云, 杨思嘉, 邓晓华

  2026,45(1):69-76 ,DOI: 10.11972/j.issn.1001-9014.2026.01.008

  摘要： (15) HTML (4) PDF (3.01 MKB)(18)

  Abstract:

  拓扑半金属材料由于其独特的电子结构和非平凡特性受到了广泛的关注，不仅为反常霍尔效应、拓扑相变和负磁阻等物理现象的研究提供了土壤，同时为突破“THz Gap”提供了机会。本文基于Ⅱ型外尔半金属四碲铱铌 （NbIrTe₄） 的太赫兹探测器在室温下具有4.36 A/W的响应度，12.34 pW/Hz^1/2的噪声等效功率和32的各向异性电阻比。研究为室温下实现高效的太赫兹探测提供了一种思路，同时为外尔半金属的研究提供了一些参考。

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• 星载微波辐射计定标源辐射亮温计量校准技术方案研究

  高青松, 李得天, 陶院, 杨雷, 张虎忠, 马动涛, 彭苗苗, 金铭, 郭强, 江世臣, 李一楠, 程春悦, 李雪

  2026,45(1):77-89 ,DOI: 10.11972/j.issn.1001-9014.2026.01.009

  摘要： (21) HTML (5) PDF (3.82 MKB)(18)

  Abstract:

  针对星载微波辐射计热定标源的亮温校准应用需求，基于定标源吸波涂层温梯特性和亮温偏差产生机理，结合工程可实施的温度测量方法和实验手段，研究可在轨应用的亮温计量校准技术方案。基于当前定标源高发射率设计和测定技术基本完善的背景，重点研究归纳了定标源涂层温梯特性的测定方法，目标构建在轨可用的，以定标源金属内锥温度测值、定标源辐射口面附近温度测值等多参量输入的亮温校准技术。基于可行的电磁仿真技术、热仿真技术、铂电阻和红外温度测量技术，初步归纳了星载定标源亮温校准技术体系的实现路径，即首先构建考虑均匀背景亮温的亮温校准基本模型，完善从定标源内锥和等效背景亮温到涂层纵向温梯的映射关系；进而构建考虑安装环境的亮温校准应用模型，完善从定标源内锥和辐射口面附近温度测值到定标源亮温偏差的映射关系；最后讨论亮温校准模型的验证和应用。星载定标源亮温校准研究，是进一步提高定标源亮温准确度、乃至发展空间微波辐射测量基准的关键技术基础和参考。

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• 用于编码成像的连续域束缚态

  侯帅星, 杨思嘉, 沈云, 邓晓华

  2026,45(1):90-96 ,DOI: 10.11972/j.issn.1001-9014.2026.01.010

  摘要： (10) HTML (2) PDF (1.80 MKB)(13)

  Abstract:

  超表面是一种在亚波长尺度上精细调控电磁波特性的人工结构，广泛应用于操纵光的传播、相位、振幅和极化等特性。在这项工作中，提出了一种基于金属超表面的连续域束缚态（BIC）结构。通过使用CST和COMSOL两款软件对金属结构进行调整，能够在0.8217 THz的频率下实现显著的准BIC峰值。通过多级展开分析发现，电偶极子是该结构共振特性的主要因素。利用BIC的特性创建并运行了成像系统。根据仿真结果，该成像系统表现出了出色的灵敏度和分辨率，显示出太赫兹成像的巨大潜力。这项研究不仅为BIC结构的创建提供了新的想法，而且为高性能太赫兹成像技术的发展提供了有效的参考。

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• 外延电阻对深亚微米MOSFET噪声性能的影响

  高涵祺, 金晶, 周健军

  2026,45(1):97-102 ,DOI: 10.11972/j.issn.1001-9014.2026.01.011

  摘要： (7) HTML (3) PDF (3.38 MKB)(14)

  Abstract:

  本文采用噪声相关矩阵法，研究了外电路电阻对深亚微米 MOSFET噪声性能的影响。基于小信号等效电路模型和噪声等效电路模型，推导得到了四个噪声参数的解析闭合表达式。对于栅长40 nm、尺寸为 4×5 μm（栅指数量 × 单位栅宽）的 MOSFET，仿真结果与实验数据表现出良好的一致性。

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红外光谱与遥感技术

• 基于知识蒸馏的轻量化遥感多模态大语言模型

  张馨月, 冯世阳, 王斌

  2026,45(1):103-115 ,DOI: 10.11972/j.issn.1001-9014.2026.01.012

  摘要： (14) HTML (5) PDF (2.27 MKB)(19)

  Abstract:

  遥感多模态大语言模型融合了丰富的视觉语言模态信息，在遥感图像分析和解译等领域中展现出巨大潜力。然而，现有的知识蒸馏方法多聚焦于单模态大语言模型的压缩，忽视了各模态间的特征对齐，因而阻碍了大语言模型在跨模态任务中的性能表现。针对上述问题，提出一种基于知识蒸馏的遥感多模态大语言模型轻量化方法，通过在特征层对齐各模态的输出，实现了多模态信息的有效对齐；通过引入反向Kullback-Leibler散度作为损失函数，并结合教师混合采样和单步分解的优化策略，进一步提升了学生模型的泛化性与稳定性。实验结果表明，本文方法在遥感图像的场景分类、视觉问答、视觉定位与图像描述四种下游任务上实现了更高的准确性与效率，同时显著减少了模型参数量和对计算资源的需求，为多模态大语言模型在遥感领域的高效应用提供了新的解决方案。

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红外光电系统与应用技术

• 硅基能谷光子晶体马赫曾德热光调制器

  张昕妍, 林瀚, 费宏明

  2026,45(1):116-124 ,DOI: 10.11972/j.issn.1001-9014.2026.01.013

  摘要： (15) HTML (4) PDF (3.30 MKB)(13)

  Abstract:

  热调制器是光通信系统的关键组件，其性能直接影响系统效能。随着硅基光电子技术的发展，硅基热光调制器在光电芯片得到广泛应用。传统硅基调制器尺寸大、损耗高。近年来，研究者提出利用光子晶体的慢光效应缩小调制器尺寸，相关研究显示这些器件具有小尺寸和低驱动电压等优点。但基于光子晶体实现的热光调制器依然无法避免加工误差带来的缺陷对光传输的影响。能谷光子晶体光波导能够实现散射免疫的高效率单向光传输，为实现高性能光子学器件提供了新思路。本文设计了新型基于能谷光子晶体马赫曾德干涉仪（MZI）的硅基热光调制器，在MZI的其中一条波导上引入电压加热金属机制，通过热光效应调制折射率，实现对输出信号的精确调制，该热光调制器器件面积仅为9.26 μm × 7.99 μm，可实现0.91的高正向透射率、0.41 dB插入损耗和11.75 dB调制对比度，并可以使用互补金属氧化物半导体（CMOS）进行实验加工，因此具有广泛的应用前景。该调制原理可以广泛应用于设计不同的热光调制器件。

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• 腔增强吸收光谱氧气组分浓度测量装置及实验研究

  宋俊玲, 饶伟, 王林妍, 朱晓辉, 王殿恺, 冯高平

  2026,45(1):125-136 ,DOI: 10.11972/j.issn.1001-9014.2026.01.014

  摘要： (7) HTML (9) PDF (1.51 MKB)(12)

  Abstract:

  高性能的氧气探测装置可以实现对发动机内部氧气浓度、速度等参数的实时在线监测，确保发动机处于最优的工作状态。在超燃冲压发动机、航空发动机等发动机流场测试中，高温高压高速复杂的流场环境和有限的测量空间给高性能流场诊断带来挑战。研制了基于腔增强吸收光谱的氧气组分浓度测量装置，装置采用嵌入式光学探头结构，并在发射端和接收端设计了用于系统光路调节与对准的多向调节装置，便于工程实验。实验结果表明：在静态环境下系统测量氧气的组分浓度为（20.846±0.97）%，测量值与参考值保持了较好的一致性；在激波管实验中，由于激波管工作时的振动和气流冲击影响了系统对氧气浓度的测量精度，测量系统捕获到正激波到达前、正激波经过反射激波未到达和反射激波经过三种状态，测量结果与理论预测结果趋势相吻合。

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• 基于T法的光谱仪动镜速度复合控制

  黄莹, 段娟, 郭倩, 丁雷, 华建文

  2026,45(1):137-147 ,DOI: 10.11972/j.issn.1001-9014.2026.01.015

  摘要： (11) HTML (1) PDF (2.55 MKB)(15)

  Abstract:

  傅里叶变换光谱仪是一种精密的红外探测仪器，它采用迈克尔逊式干涉分光方式，动镜是其中一个核心部件。动镜运动速度的均匀性和稳定性直接影响了后续干涉图的质量，所以必须对动镜进行高精度的运动控制。对于某些动镜低速应用场合的傅里叶光谱仪，常规的M法测速已经不能满足测速精度的要求了。另外，动镜低速运动时，速度稳定性更容易受外界力学扰动的影响。基于动镜低速运动的平稳性需求，文中对基于T法测速的动镜运动控制技术进行了研究，提出了求取速度实测值和速度期望值的高精度算法，并通过建立被控对象的数学模型和动力学方程，得到速度前馈控制量，进而设计了基于速度前馈的复合速度控制器。该设计的动镜速度控制算法由FPGA硬件平台实现，并应用于傅里叶光谱仪实验平台。实验结果表明，采用T法测速控制系统获得动镜运动匀速区速度峰峰值误差是0.0182，速度均方根值误差是0.0027。为测试文中动镜速度控制系统的抗干扰能力，在干涉仪安装平台动镜运动方向分别施加5 mg、7.5 mg、10 mg的正弦激励力，在每个给定量级的激励力下，进行了2~200 Hz频率范围内各频率点的扫描，实验结果表明，速度峰峰值误差和速度均方根值误差和正弦激励的幅值基本成正比例关系。在5 mg时各频率点的力学激励下，速度峰峰值误差最大是0.0724，速度均方根值误差最大是0.0225。从光谱稳定度和红外焦平面探测器采样间隔误差综合分析，5mg量级时的动镜速度均匀性可以满足系统这两方面需求，使得傅里叶光谱仪在微振动环境应用时也具有一定的抗干扰能力。该设计为傅里叶光谱仪低速高平稳性动镜速度控制的实现提供了一种技术途径，同时也使得傅里叶光谱仪有了更广阔的应用场景。

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• 用于PbS量子点焦平面探测器图像校正的多注意力机制U-Net神经网络

  王瀚霆, 狄云翔, 齐星宇, 沙英哲, 王亚辉, 叶凌枫, 唐唯译, 巴坤, 王旭东, 黄张成, 褚君浩, 沈宏, 王建禄

  2026,45(1):148-156 ,DOI: 10.11972/j.issn.1001-9014.2026.01.016

  摘要： (12) HTML (3) PDF (1.11 MKB)(22)

  Abstract:

  近红外图像传感器广泛应用于材料识别、机器视觉和自动驾驶等领域。基于硫化铅胶体量子点的红外光电二极管可以通过单一步骤与基于硅的读出电路集成。基于此，提出了一种基于n-i-p结构的光电二极管，去除了缓冲层，进一步简化了量子点图像传感器的制造工艺，从而降低了制造成本。此外，对于量子点图像传感器在捕获图像时的噪声复杂性，传统的去噪和非均匀性校正方法往往无法达到最佳去噪效果。针对红外量子点探测器图像中常见的噪声和条纹型非均匀性，开发了一种包含多个关键模块的网络架构。该网络结合了通道注意力和空间注意力机制，动态调整特征图的重要性，以增强区分噪声和细节的能力。同时，残差密集特征融合模块通过分层特征提取和融合，进一步提高了网络处理复杂图像结构的能力。此外，金字塔池化模块有效地捕捉不同尺度的信息，提高了网络的多尺度特征表示能力。通过这些模块的协同作用，网络能够更好地处理各种混合噪声和图像非均匀性问题。实验结果表明，它在去噪和图像校正任务中优于传统的U-Net网络。

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• 基于锗薄膜速率调制沉积的红外滤光片性能提升方法

  刘保剑, 李大琪, 段微波, 余德明, 蔡清元, 于天燕, 蒋林, 杨雨婷, 庄秋慧, 郑玉祥

  2026,45(1):157-165 ,DOI: 10.11972/j.issn.1001-9014.2026.01.017

  摘要： (12) HTML (1) PDF (3.87 MKB)(16)

  Abstract:

  本文系统研究了沉积速率对锗（Ge）薄膜微观结构、宽波段光学特性（1.0~13.0 μm）及应力特性的影响，并提出了一种基于Ge薄膜速率调制沉积的红外滤光片性能提升方法。结果表明，通过调控沉积速率可有效降低Ge薄膜在短波红外、长波红外波段的光学吸收。研究发现，随着沉积速率的提高，Ge薄膜保持非晶态结构。在光学常数表征方面，分别采用Cody-Lorentz模型和经典Lorentz振子模型精确计算了Ge薄膜在1.0 ~2.5 μm和2.5 ~13.0 μm波段的光学常数。随着沉积速率的提升，Ge薄膜折射率逐渐增大；在短波红外波段，Ge薄膜消光系数随沉积速率增加而上升，这是由于Urbach尾部展宽所致；而在长波红外波段，消光系数则随沉积速率增加而降低，主要归因于Ge-O键伸缩振动所导致的光学吸收强度在逐渐降低。此外，薄膜的拉伸应力随沉积速率升高而减小。最后，通过实例验证了所提出的基于Ge薄膜速率调制沉积提升红外滤光片性能方法的有效性。本文为Ge薄膜在高性能红外滤光片中的应用提供了理论依据和技术支撑。

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红外学科交叉融合研究

• 红外偏振图像融合方法研究进展

  郑进江, 李晓霞, 赵大鹏, 陈熠, 吴梦醒

  2026,45(1):166-181 ,DOI: 10.11972/j.issn.1001-9014.2026.01.018

  摘要： (13) HTML (12) PDF (1.91 MKB)(12)

  Abstract:

  红外偏振图像融合能够充分利用场景的偏振信息，弥补红外强度图像在描述场景轮廓边缘、纹理细节等高频信息上的劣势，在目标探测识别、抑制背景噪声和反伪装方面具有独特优势。文章分别从单一算法图像融合和多算法组合图像融合两方面综述了红外偏振图像融合技术的研究进展，分析了典型算法的设计思路，归纳了各算法的优缺点。针对当前红外偏振图像融合以单一算法为主流，多算法组合为发展趋势的特点，展望了其未来可能的发展方向。

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• 基于星载高光谱图像的飞行器尾迹检测

  谢书馨, 李鹏飞, 赵思维, 廉小颖, 孙德新

  2026,45(1):182-194 ,DOI: 10.11972/j.issn.1001-9014.2026.01.019

  摘要： (9) HTML (9) PDF (6.32 MKB)(7)

  Abstract:

  飞行器尾迹的检测对维护空域安全以及应对航空业产生的温室效应具有至关重要的作用。现有飞行器尾迹的检测方法多基于多光谱图像中特定通道之间的辐亮度差或温差进行，对光谱特征的利用不足。国内外星载高光谱成像技术的发展，为利用星载高光谱图像数据进行飞行器尾迹的可识别性检测提供了新的数据基础。然而，仅依赖图像的空间或光谱单一维度进行检测的方法，难以在星载高光谱图像飞行器尾迹检测任务中取得理想效果。因此，针对高分五号可见短波红外高光谱相机（GF-5 AHSI）采集的短波红外高光谱图像，开展了潜在飞行器尾迹的检测算法研究。提出了一种空间-光谱特征提取方法，充分利用了高光谱图像空间与光谱信息的互补特性。在高分五号高光谱图像数据上实现了97%以上的准确率，2%以下的虚警率。不仅为飞行器尾迹检测提供了一种创新性的技术手段，也为后续研究者提供了有价值的参考思路，推动了高光谱图像在实际应用中的进一步发展。

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红外物理与材料器件

• 基于黑磷油墨薄膜的中波红外探测器阵列

  朱龙海, 段世坤, 陈茂华, 白雨卓, 赵天歌, 余羿叶, 卫钦, 徐腾飞, 王振, 胡伟达

  ,DOI: 10.11972/j.issn.1001-9014.XXXX.XX.001

  摘要： (0) HTML (0) PDF (2.42 MKB)(0)

  Abstract:

  中波红外成像技术在航空航天、医疗诊断和自动驾驶等领域发挥着至关重要的作用。范德华材料黑磷凭借其极高的载流子迁移率和理想的直接带隙，已被证实是构建高性能室温中波红外传感器的有力候选材料。然而，严苛的生长条件及各向异性的生长特性，限制了黑磷光电器件的发展，目前仍停留在小规模实验室演示阶段。因此，开发大规模、均匀且高性能的黑磷光电探测器阵列迫在眉睫。本研究采用一种室温制备技术，将大面积、均匀、低氧化的黑磷墨水薄膜沉积到薄膜晶体管上，成功研制出64 × 64的高性能中波红外快照式光电探测器阵列。该室温墨水制备工艺有效防止了黑磷在加工过程中的氧化，实现了低至1.12%的损耗率。此外，通过梯度离心策略优化了黑磷墨水薄膜的粒径与厚度浓度，从而促进了电荷载流子的传输。该黑磷墨水薄膜阵列在中波红外波段展现出4.52 mA/W的高光响应度，像素光响应非均匀性低至10.1%。本研究为推进大规模中波红外成像技术的发展提供了一条新路径。

• 锗基p-i-n结构阻挡杂质带红外探测器的温度影响机制

  陈天业, 刘赤县, 王泽欣, 胡清智, 潘昌翊, 凌静威, 刘晓艳, 朱家旗, 邓惠勇, 戴宁

  ,DOI: 10.11972/j.issn.1001-9014.XXXX.XX.001

  摘要： (262) HTML (0) PDF (1.31 MKB)(1)

  Abstract:

  BIB（阻挡杂质带）探测器在红外天文空间探测等领域具有重要应用价值，然而关于其温度依赖机制的研究仍较为有限。文章采用近表面处理技术，制备了一种基于高纯锗材料的平面p-i-n结构BIB红外探测器，在低温条件下表现出优异的电学与光电响应性能。3.3 K时反偏电流低至15 pA，在15 K以下保持良好的响应性能，黑体探测率高达3.5×1012 cm·Hz1?2·W?1，但随着温度升高降低。采用包含光激发、热激发与碰撞电离过程的电流模型模拟结果与实验数据，揭示温度升高引起耗尽区显著收缩降低载流子收集效率为主要作用机制，为BIB探测器在低温红外探测中的结构设计与性能优化提供了理论支撑和实验依据。

毫米波与太赫兹技术

• 基于大面积半金属碲化铂的高性能太赫兹探测器

  黄德宝, 周炜, 黄敬国, 邱琴茜, 江林, 姚娘娟, 高艳卿, 黄志明

  ,DOI: 10.11972/j.issn.1001-9014.XXXX.XX.001

  摘要： (217) HTML (0) PDF (1.67 MKB)(1)

  Abstract:

  太赫兹（THz）探测器是实现光电转换的核心，是现代信息社会的基础之一。基于CVD法生长了大面积PtTe₂薄膜，制备了不同沟道长度的太赫兹探测器。对器件的测试结果表明，器件响应与偏置电压和功率呈线性相关，响应率与沟道长度和频率呈负相关。器件出现的特征与基于电磁诱导势阱（EIW）效应的计算结果一致。基于EIW效应的器件具有~7.6微秒的快速响应时间，在有限偏置下的噪声等效功率（NEP）优于7.9×10^-15 W/Hz^0.5，比探测率D*优于9×10¹⁰ cm·Hz^0.5/W，优于目前已报道的基于半金属PtTe₂的探测器。

• 基于侧栅AlGaN/GaN HEMT的共振探测太赫兹探测器

  靳晨阳, 康亚茹, 李叶然, 颜伟, 宁瑾, 赵永梅, 李兆峰, 杨富华, 王晓东

  ,DOI: 10.11972/j.issn.1001-9014.XXXX.XX.001

  摘要： (290) HTML (0) PDF (1.78 MKB)(1)

  Abstract:

  高电子迁移率晶体管（HEMT）太赫兹探测器由于栅宽过大，会导致沟道中产生杂散等离子体波模式，造成共振探测响应信号微弱，以及响应峰展宽。针对上述问题，提出一种侧栅HEMT（EdgeFET）结构。基于传统HEMT的二维电子气（2DEG）流体动力学方程，建立了侧栅器件的共振探测模型。制备了侧栅HEMT探测器，并在77 K下进行了太赫兹共振探测实验。实验结果表明：EdgeFET在77 K下展现出明显的共振响应，共振响应度可达到最大非共振响应度的3.7倍。实验数据与理论模型拟合良好，验证了模型的准确性。实验结果充分证实了侧栅HEMT在提升探测器共振性能方面的有效性，为开发下一代高性能太赫兹探测器提供了新的技术途径。

红外学科交叉融合研究

• 基于局部极值度量的短波红外偏振空中无人机目标检测

  杨争烨, 公劲夫, 辛剑桥, 王世勇, 吴滢跃, 康华超

  ,DOI: 10.11972/j.issn.1001-9014.XXXX.XX.001

  摘要： (168) HTML (0) PDF (1.62 MKB)(3)

  Abstract:

  无人机检测在民用及军事领域均具有重要价值，然而传统红外探测系统易受背景杂波的干扰。红外偏振成像技术通过将偏振数据与红外成像相结合，为解决该问题提供了新途径。但偏振图像与红外图像的差异性为目标提取引入新的问题，因此本研究引入了一种基于尺度自适应局部极值度量（ALEM）的新型检测算法。该算法引入改进SUSAN算子快速提取感兴趣区域，估计该区域内潜在目标的特征尺度，并针对偏振图像特性提出ALEM算法，通过分析像素邻域特征实现对比度测量。基于真实场景偏振图像数据集的实验结果表明：该算法的信杂比增益相较于基准方法提高了2.7倍，背景抑制因子提高了8.6倍，且能以20 fps运行，它具有优异的检测性能、鲁棒性和实时检测的能力。

红外物理与材料器件

• 基于MXenes/微构造硅异质结光电探调控特性研究

  廖鹭鹭, 徐彩霞, 刘高睿, 林长青, 李璐芳, 孙海彬, 杨星, 许龙

  ,DOI: 10.11972/j.issn.1001-9014.XXXX.XX.001

  摘要： (231) HTML (0) PDF (1.99 MKB)(1)

  Abstract:

  表面微构造硅独特的光学特性在光电传感器、太阳能电池等领域展现出广阔应用前景。为进一步探索基于其表面结构的光电调控作用，本文报道了一种基于MXenes（Ti₃C₂T_x）的光电特性与微构造硅基底表面结构，通过旋涂等工艺手段，构筑硅基表面调控的新型异质结光电探测器。对比研究商用硅、微构造硅及Ti₃C₂T_x/微构造硅器件在不同波长/功率光辐照下的I-V特性及光电响应特性，发现Ti₃C₂T_x/微构造硅光电探测器在200-1750 nm波段的外量子效率和响应率均显著优于商用硅和微构造硅探测器。其中在近红外波段（1100-1750 nm），该器件也表现出更优越的性能指标，其外量子效率超1000%，响应率大于10 A/W。相比之下，同波段内商用硅探测器的外量子效率小于10%，响应率不超过0.3 A/W；微构造硅探测器的外量子效率小于15%，响应率不超过0.08 A/W。动态响应及偏压分析表明，Ti₃C₂T_x涂层凭借高导电率及与微构造硅形成的异质结内建电场，显著增强近红外至中红外波段探测能力，响应时间由38 ns缩短至20 ns。该异质结在光通信高速探测、激光雷达、光传感等领域展现出广阔应用前景。?

• 基于混合辐射偏振模型的空中目标红外偏振特性建模和仿真

  燕坤娜, 刘海峥, 史泽林, 赵泽华, 赵春阳

  ,DOI: 10.11972/j.issn.1001-9014.XXXX.XX.001

  摘要： (238) HTML (0) PDF (1.77 MKB)(1)

  Abstract:

  面向空中高速目标红外偏振探测需求，针对空中目标红外偏振特性的计算和图像生成问题，本文提出适用常见高速目标红外偏振特性的计算方法和仿真流程。该方法基于混合辐射偏振模型，综合考虑目标表面自身热发射、太阳辐射反射、环境辐射反射及大气传输效应，建立了空中目标红外线偏振度（DoLP）计算模型框架并给出了具体材质的模型实例化方法，所建材质样板DoLP计算值与实测值偏差小于10%。仿真流程以高速飞行的SR-72侦察机为例，基于目标材质样板偏振计算模型生成的反射/辐射率矢量数据，借助Unity3D引擎实现了SR-72目标红外偏振特性的实时计算仿真，图像帧率达到35帧/s，生成了不同飞行速度、探测波段（中波/长波）和太阳光照（存在与否）条件下SR-72的红外偏DoLP图像，分析了目标红外偏振特性的部分变化规律。本研究为空中目标红外偏振探测及相关评估应用提供数据基础和仿真支撑。

毫米波与太赫兹技术

• 面向通感一体化应用的多通带大频比微波/毫米波传输线、天线与无源元件

  雷博杰, 李津, 陈思丞, 严淑尧, 袁涛

  ,DOI: 10.11972/j.issn.1001-9014.XXXX.XX.001

  摘要： (241) HTML (0) PDF (2.22 MKB)(1)

  Abstract:

  介绍了通感一体化（Integrated sensing and communication，ISAC）的基本概念、原理和发展现状，综述了现阶段适用于ISAC应用场景的多通带大频比微波/毫米波传输线、天线和无源元件（主要包括滤波器和耦合器），对比分析了这些多通带大频比结构的不同实现方式和制造工艺，总结了不同设计方案的技术特征、射频性能及优缺点，本综述为进一步研究面向ISAC应用的高性能微波/毫米波前端组件提供了丰富多样的参考。

• 75-325 GHz宽带CMOS太赫兹外差探测器

  任可心, 刘朝阳, 祁峰

  ,DOI: 10.11972/j.issn.1001-9014.XXXX.XX.001

  摘要： (190) HTML (0) PDF (2.20 MKB)(3)

  Abstract:

  本文基于180 nm CMOS工艺设计并实现了一款支持直接探测和外差探测两种工作模式的宽带太赫兹（THz）探测器芯片。探测器由环形天线、NMOS晶体管差分检波电路和阻抗匹配网络组成，面积为200×200 μm²。基于环形天线的双向辐射特性，提出了将射频（RF）与本振（LO）分置于探测器两侧的布局方案，该方案无需使用分束器耦合信号，从而避免了信号的衰减。LO信号由一个外部独立的太赫兹波源产生，与片内集成的LO相比，其在频率稳定性和输出功率等方面具有优势。为了抑制硅衬底的表面波损耗，芯片背面集成了一个直径d=12 mm、厚度t=8 mm的高阻硅透镜。测试结果显示，探测器的工作频率范围覆盖了75-325 GHz，外差探测噪声等效功率 （Noise Equivalent Power， NEP） 优于直接探测NEP 3个数量级以上。探测器在220 GHz频点下呈现出了最佳性能，外差探测NEP为6.26 fW/Hz，直接探测NEP为18.42 pW/Hz^1/2。

红外光谱与遥感技术

• LEO-LEO红外激光掩星大气成分探测系统设计

  刘云猛, 黄硕, 李世钊, 郭慧君, 余婷, 王鑫, 刘洋, 楚晴, 成龙, 丁雷

  ,DOI: 10.11972/j.issn.1001-9014.XXXX.XX.001

  摘要： (207) HTML (0) PDF (1.39 MKB)(1)

  Abstract:

  掌握大气成分与要素在不同高度的分布特征，对于深入理解气候变化和应对气候问题具有重要作用。为了满足多大气成分（H₂O、CO₂、CH₄、N₂O、O₃、CO等）和视线风速垂直廓线的探测需求，开展了红外激光掩星探测系统设计。在载荷设计方面，激光发射端设计采用宽谱段频率锁定激光光源技术，制造高稳定性的红外激光；激光接收端设计采用多光栅空间外差光谱探测技术，实现较宽谱段范围、高光谱分辨率探测，光谱范围覆盖2~2.5 μm，光谱分辨率优于0.15 cm^-1。在数据应用与轨道仿真方面，基于Abel变换的红外激光掩星反演方法，可实现大气成分与要素廓线在UTLS区域的同步反演；并基于仿真模拟系统进行了掩星轨道设计，经仿真分析计算掩星事件发生频次可达到61次/天，并对单次事件的数据采集过程进行了合理设计规划。

毫米波与太赫兹技术

• 基于形态学改进的毫米波云雷达杂波剔除新算法

  刘千辰, 狄慧鸽, 袁云, 全楚航, 王佳乐, 侯晨涛, 华灯鑫

  ,DOI: 10.11972/j.issn.1001-9014.XXXX.XX.001

  摘要： (199) HTML (0) PDF (1.23 MKB)(2)

  Abstract:

  针对ka波段毫米波云雷达现有杂波滤除方法存在的边缘信号损失问题，提出一种改进的多特征融合方案。根据反射率、时间和垂直连续性构建判别模型，进行初步杂波识别，然后引入形态学二值膨胀操作，生成云雾边缘候选区，并借助领域分析进行精确边缘判定。经验证，该方案可在有效滤除杂波的同时较完整的保留云雾边缘信号，解决了现有杂波滤除方案的边缘信号损失问题，提升了毫米波云雷达数据的质量，为大气物理研究和天气预报提供了更可靠的数据支撑。

红外物理与材料器件

• 基于多模式增量型Sigma-Delta ADC的红外焦平面数字化研究

  朱迅毅, 汪鸿祎, 杜爱博, 景松, 张永康, 付佳凯, 黄松垒, 邵秀梅

  ,DOI: 10.11972/j.issn.1001-9014.XXXX.XX.001

  摘要： (155) HTML (0) PDF (1.84 MKB)(3)

  Abstract:

  红外焦平面数字化读出电路是红外焦平面探测技术目前发展的重要方向之一，针对红外焦平面高速高精度多应用场景的需求，设计了一种3-bit量化器的多模式增量型Sigma-Delta模数转换器（ADC）新架构。通过将数据加权平均算法集成在3-bit量化器中，减小反馈回路中电容失配的影响、提高ADC的转换速度和精度；采用将多路选择器嵌入在CIC数字抽取滤波器中，实现支持不同转换速度和输出位数的ADC。基于180 nm CMOS工艺设计，完成了多模式增量型Sigma-Delta ADC的设计。仿真结果表明：在多模式工作下可以实现转换速度和输出位数之间的转换，ADC转换速度从12.5 ksps达到100 ksps，输出位数从15 bits达到24 bits；在50 ksps转换速度下，后仿真ADC有效位数达到了13.1 bits，每列ADC消耗电流仅为90 μA。

毫米波与太赫兹技术

• 一种基于3D打印透镜封装的宽带太赫兹准光探测器

  王兵, 李明迅, 吕昕

  ,DOI: 10.11972/j.issn.1001-9014.XXXX.XX.001

  摘要： (136) HTML (0) PDF (1.79 MKB)(3)

  Abstract:

  本文提出了一种基于3D打印透镜封装的宽带太赫兹（THz）准光探测器， 可覆盖220 GHz和340 GHz两个典型大气窗口. 该探测器由天线耦合探测芯片和3D打印透镜组成. 天线耦合探测芯片通过多层介质衬底封装， 肖特基二极管直接集成在片上天线的馈电端口. 片上集成的平面蝶形天线图案刻蚀在石英基底上， 工作频率范围为201–360 GHz， 兼具辐射器与射频（RF）扼流的功能. 该天线引入容性负载环路（CLL）以拓展工作带宽， 同时基本保持整体尺寸不变. 此外， 设计了高阻抗折叠的低频（LF）引线， 以实现有效的信号隔离和辐射耦合特性. 提出了一种低成本， 轻量化的3D打印透镜， 该透镜与埋置于多层介质层压板中的金属化反射器相结合， 实现天线定向辐射并增强整体结构的机械稳定性. 该探测器在200–230 GHz范围内的最大电压响应度为2200 V/W， 在320–350 GHz范围内的最大电压响应度为1885 V/W， 实测辐射方向图与仿真结果表现出较好的一致性.

红外物理与材料器件

• 红外探测器研究进展及其新技术应用

  钟艳红, 马建华, 周炜, 王旭东, 黄志明, 叶振华, 林春, 丁瑞军, 褚君浩

  ,DOI: 10.11972/j.issn.1001-9014.XXXX.XX.001

  摘要： (147) HTML (0) PDF (2.51 MKB)(4)

  Abstract:

  红外探测器在民用、军事和航空航天等重要领域扮演着不可或缺的角色，其未来发展具有重大战略意义。本文概述了红外探测器的发展历程和现状，重点介绍了碲镉汞、铟镓砷、锑化物、量子阱、硅基阻挡杂质带等传统光子型红外探测器，以及胶体量子点、二维材料、电磁诱导势阱效应、铁电极化场调控等新型红外探测器的研究进展，同时阐述了动态视觉传感、计算成像、微纳结构、三维集成新技术在红外探测领域的应用，并探讨了红外探测器的未来发展趋势。

• 小像元碲镉汞长波红外焦平面探测器

  李雄军, 刘艳珍, 王世锦, 李培源, 李红福, 梁艳, 李根, 浦恩昌, 赵鹏, 姬荣斌

  ,DOI: 10.11972/j.issn.1001-9014.XXXX.XX.001

  摘要： (142) HTML (0) PDF (1.53 MKB)(1)

  Abstract:

  采用砷离子注入p-on-n平面结技术制备了长波碲镉汞1024×768（10μm）焦平面探测器组件，77K工作温度下器件后截止波长为9.61μm。在半阱条件下对探测器组件的基本性能进行了测试，结果表明器件黑体响应率非均匀性为4.15%，平均值NETD为28.5mK，有效像元率为99.81%。在长波碲镉汞1024×768（10μm）焦平面探测器芯片组表面设计和制备了专用的金属微结构，并对像元间串扰进行了表征分析，结果显示器件串音为12.3%，MTF为0.35。最后对探测器组件进行了室外场景和室内人物成像演示，均显现出较好的成像效果。

• 针对BIB探测器红外图像盲元检测及补偿

  鲁斌, 彭肃家, 王晓东, 杜伟杰, 董祚汝, 汪泽文, 郭小庆, 陈栋

  ,DOI: 10.11972/j.issn.1001-9014.XXXX.XX.001

  摘要： (57) HTML (0) PDF (1.74 MKB)(1)

  Abstract:

  受材料和工艺等影响，红外图像普遍存在盲元问题。针对新型阻挡杂质带（BIB）探测器的红外图像，还存在像素少、非均匀性大等问题，常规盲元检测和补偿方法在BIB探测图像不完全适用。为解决这一问题，列举了常见红外图像盲元检测及补偿方法的优缺点，并逐一对实测BIB图像进行了实验处理，盲元分布均匀性较差，块状盲元占比较高。因此，提出了改进的盲元检测方法和盲元补偿法，并采用基于FPGA的硬件系统平台对算法进行了实现。经过分析，改进后盲元分布均匀性和块状盲元占比指标得到优化，其应用的经济性也获得切实改善。

红外学科交叉融合研究

• 一种适用于MoS₂-BP-MoS₂探测器的红外斩波读出电路设计

  孔大林, 代福兴, 李梧萤, 匡华, 欧阳学龙, 李滨倞, 姜睿琪, 王芳, 袁红辉

  ,DOI: 10.11972/j.issn.1001-9014.XXXX.XX.001

  摘要： (62) HTML (0) PDF (1.49 MKB)(2)

  Abstract:

  为解决MoS₂-BP-MoS₂范德瓦尔斯光伏探测器对超低噪声与零偏置的需求，设计了一款基于斩波稳定与相关双采样（CDS）技术的电容跨阻放大器（CTIA）读出电路。电路采用多节点斩波架构（斩波频率40 kHz）抑制1/f噪声，结合CDS消除KTC噪声与纹波，并通过单位增益缓冲器实现动态偏置（偏置误差200 μV）。测试结果表明，在0.35 μm CMOS工艺下，电路等效输入噪声电流为119.35 fA，总积分噪声降低32.83%，功耗为990 μW。与探测器互连后红外信号正常读出，该设计为二维材料光电探测器提供了高精度、低噪声的读出解决方案。

红外物理与材料器件

• 具有高响应度的脊波导SiGe/Si光电晶体管

  谢红云, 徐子脉, 焦伟钊, 马玉冬, 刘子明, 陈亮, 那伟聪, 张万荣

  ,DOI: 10.11972/j.issn.1001-9014.XXXX.XX.001

  摘要： (73) HTML (0) PDF (1.95 MKB)(0)

  Abstract:

  硅基光电晶体管探测器具有内部增益高、成本效益高且与CMOS技术兼容等优势，是大规模光子集成芯片的关键器件之一，在短距离光互连领域具有显著的应用潜力。为缓解其响应度与带宽之间固有的优化矛盾，本文提出了一种新型耦合脊波导SiGe/Si光电晶体管，光波传输方向与载流子传输方向垂直，可以实现吸收效率与工作速度的独立优化。分析了SiGe/Si脊波导中的单模传播模式与多模光传播模式，优化设计SiGe/Si脊波导几何参数实现高的吸收效率。采用与CMOS工艺平台兼容的技术制备了脊波导SiGe/Si光电晶体管，实现了6.4 A/W的响应度和10 nA的暗电流。

红外光电系统与应用技术

• 基于双CTIA的热释电红外探测器读出电路设计

  叶志瑶, 唐唯译, 曾涛, 林铁, 黄张成, 陈艳, 吴广健, 王旭东, 沈宏, 王建禄

  ,DOI: 10.11972/j.issn.1001-9014.XXXX.XX.001

  摘要： (83) HTML (0) PDF (1.35 MKB)(0)

  Abstract:

  为了实现对热释电红外探测器极弱信号的检测和高灵敏度应用场景中的需求，提出了一种具有可变阵列规模的双电容跨阻放大器（CTIA）读出结构，并设计了带隙基准（Bandgap）、低压差线性稳压源（LDO）作为偏置电路提供电压偏置，以满足低噪声、低功耗、大动态范围和便携式的需求。采用TSMC 0.18μm 1P6M工艺设计电路，电源电压为3.3V，并对其版图进行绘制，采用伪晶体管（Dummy）结构、保护环（Guard Ring）结构，以提升器件之间的匹配度和版图整体的对称性以及模拟电路的抗干扰能力与电气稳定性。

红外物理与材料器件

• 基区结构对短波红外异质结晶体管探测器弱光探测性能的影响与机理研究

  申哲远, 吴彦甫, 韩硕, 程璐, 刘利宁

  ,DOI: 10.11972/j.issn.1001-9014.XXXX.XX.001

  摘要： (121) HTML (0) PDF (1.19 MKB)(3)

  Abstract:

  高灵敏度短波红外探测技术在激光雷达、量子通信等前沿领域需求迫切。异质结光电晶体管（HPT）凭借其内增益机制，为突破传统二极管探测器灵敏度瓶颈提供了有效方案。本文聚焦于InP/GaAsSb/InGaAs二类接触异质结HPT的基区结构对探测器性能的影响，通过控制刻蚀工艺制备了两种不同基区结构的器件。研究表明，保持完整的大尺寸基区结构可显著提升器件性能：其在-2 V偏压下的响应度与内部电流增益分别达141 A/W和160，显著优于小尺寸基区结构的器件。变温测试分析与尺寸效应研究进一步揭示，大尺寸基区器件的暗电流以扩散机制主导，光生载流子输运和收集效率更高，且具有更优异的尺寸稳定性；而小尺寸基区器件则因侧壁缺陷引入显著的产生-复合电流和表面漏电流，并在低温弱光下因缺陷对载流子俘获作用导致光响应急剧劣化。本研究明确了基区结构设计对HPT性能的关键影响，为高性能短波红外探测器的优化设计提供了重要的理论和实验依据。

毫米波与太赫兹技术

• 太赫兹闪耀光栅的激光自混合干涉表征技术研究

  赵雅男, 万文坚, 邵棣祥, 曹俊诚, 韩英军

  ,DOI: 10.11972/j.issn.1001-9014.XXXX.XX.001

  摘要： (198) HTML (0) PDF (1.68 MKB)(88)

  Abstract:

  报道了一种工作于利特罗条件下的反射式闪耀光栅的设计制作及其表征与测试方法。光栅采用锯齿状结构，通过机械刻划工艺进行加工。其结构参数的表征与性能测试采用太赫兹量子级联激光器结合自混合干涉效应的方法，获得了光栅常数与闪耀角的非接触式测量，分别为84.89 μm和24.9°，并在太赫兹波段内展现出0.117 rad/THz的角分辨率和71%的最高反射效率，测试结果与理论设计基本吻合。该方法通过反馈信号直接解析光栅参数，在测量速度上有较大提升，为光栅的实时动态表征提供了新的途径。

红外物理与材料器件

• InAs/GaSb Ⅱ类超晶格电学特性的研究

  向泰毅, 王楠, 黄敏, 柴旭良, 陈建新

  ,DOI: 10.11972/j.issn.1001-9014.XXXX.XX.001

  摘要： (227) HTML (0) PDF (1.08 MKB)(101)

  Abstract:

  为了研究InAs/GaSb Ⅱ类超晶格的电学特性，在GaSb衬底与InAs/GaSb Ⅱ类超晶格外延材料之间生长了一层晶格匹配的AlAsSb电学隔离层，抑制了衬底的导电效应。通过变温霍尔测试结果表明，未掺杂的超晶格呈现N型导电。随着P型掺杂浓度的增加，出现了补偿掺杂现象，并且在95 K和230 K分别发生了导电类型的转变。转变温度以下呈现P型导电，而转变温度以上则转为N型导电。通过费米能级模型对该现象进行了分析，结果表明，导电类型转变的温度随着掺杂浓度的增加而升高。

毫米波与太赫兹技术

• 用于宽带毫米波直接探测的极化角度扫描方法

  王贺尧, 赵自然, 乔灵博, 郭大路

  摘要： (169) HTML (0) PDF (1.25 MKB)(84)

  Abstract:

  毫米波技术因其对衣物的良好穿透能力和对人体的辐射安全性，在人体安检领域得到了广泛应用。然而，现有技术多采用固定极化模式，忽视了目标回波随入射极化的变化中可能蕴含的潜在信息。本文从理论上分析了线极化条件下目标交叉极化回波功率随入射极化角度的变化规律，并基于多层介质的传输特性将直接探测中的深度谱模型拓展到多层介质情况。在此基础上，通过入射极化角度扫描获取多个深度谱，提出了极化角度-深度矩阵，用于在直接探测中对目标极化角度和深度两个维度上的特性进行表征。仿真和实验验证了上述分析的准确性以及在人体安检场景隐藏武器探测中的实用价值。

红外物理与材料器件

• 基于超构透镜结构的偏振集成红外探测器与成像研究

  黄皓瑾, 王珑, 周建, 王芳芳, 张风, 应翔霄, 汤受海, 刘云猛, 陈建新, 周易

  ,DOI: 10.11972/j.issn.1001-9014.XXXX.XX.001

  摘要： (250) HTML (0) PDF (1.44 MKB)(101)

  Abstract:

  由于分焦平面偏振集成红外探测器的像元尺寸与其工作波长接近，衍射效应致使相邻像元不同偏振光的串扰严重，单一传统的金属光栅结构无法实现高消光比偏振探测芯片。本文提出并设计了超表面透镜的偏振集成红外探测器结构，研究了超构透镜对不同波长红外光波的光场汇聚能力，制备了超构透镜及亚微米光栅结构阵列并与红外焦平面进行了集成，器件偏振消光比超过15：1，选取了动态和变温物体进行了偏振成像实验，展示了分焦平面偏振集成器件的成像优势。

• 反谐振反射模式耦合的回音壁模式微球谐振器

  武洁雅, 王东宁, 赵春柳

  摘要： (171) HTML (0) PDF (650.22 KKB)(81)

  Abstract:

  本文提出并演示了一种回音壁模式微球谐振器。该装置的制备是将单模光纤与毛细管熔接，通过适当调节放电电流和光纤与毛细管的熔接位置，形成一个膨胀的空心球腔。微球被插入空心球腔中，并与腔壁紧密接触，通过渐逝场的耦合在腔壁中产生的反谐振导向机制来激发回音壁模式共振。该设备的品质因数为3.725 × 10³，结构紧凑，制造简单，易于封装，操作方便，成本低。

毫米波与太赫兹技术

• 基于热载流子光热电效应的室温高灵敏Bi₂Te₃太赫兹探测器

  蔡苗, 王兴军, 郭旭光

  ,DOI: 10.11972/j.issn.1001-9014.XXXX.XX.001

  摘要： (340) HTML (0) PDF (1.14 MKB)(103)

  Abstract:

  高性能非制冷太赫兹（THz）探测器在许多技术领域都有广泛应用，如高速率数据通信、实时成像、光谱学和传感。然而具备高灵敏度和快速响应能力的室温太赫兹探测器依然比较稀缺。近年来，二维材料中的热载流子光热电效应被发现可以用于太赫兹和长波红外的室温高速高灵敏光探测。在这项研究中，作者构建了基于高性能二维层状热电材料Bi₂Te₃的室温太赫兹探测器，该器件采用领结天线作为非对称光耦合器，利用热载流子光热电效应实现零偏模式下的太赫兹光探测。结果表明，基于Bi₂Te₃的太赫兹探测器具有优异的太赫兹探测性能，在100 GHz频段辐射下的响应率和噪声等效功率分别为0.45 A/W和17 pW/Hz^1/2， 并实现了12 μs的快速响应时间。该工作展示了基于热载流子光热电效应的Bi₂Te₃太赫兹探测器在实现高性能非制冷太赫兹探测器上的良好应用前景。

红外学科交叉融合研究

• 基于红外弱小目标的红外测量系统标定和辐射特性反演

  李文雄, 申军立, 陆振玉, 门树东, 吴清文, 赵晓岩

  摘要： (176) HTML (0) PDF (1.19 MKB)(78)

  Abstract:

  随着红外探测技术在军事侦察、航天监测和安防预警等领域的广泛应用，红外测量系统在红外探测技术中起着关键的作用。针对红外测量系统标定与辐射特性反演中存在的标定效率低、环境干扰大等问题，提出了一种基于红外弱小目标的测量系统标定及辐射特性反演方法。采用小面源黑体作为可控辐射源投射红外目标，通过深度学习网络对红外弱小目标的精准识别与灰度提取。并以此建立测量系统标定模型。试验结果表明，该方法在298 K-308 K范围内标定稳定性良好，辐射特性反演绝对误差控制在±2 K范围内，且反演温度相对误差≤0.5%。回归分析也表明了温度反演精度较高（R2>0.94）。相较于传统方法，本文方法兼顾了标定效率与精度，并扩展了对目标的温度场反演能力。研究为红外弱小目标的快速标定与高精度辐射特性分析提供了有效解决方案，在军事侦察、航天监测等领域具有应用潜力。

红外光电系统与应用技术

• 基于棋盘采样透镜阵列的分段平面成像系统的成像特性研究和优化

  李艳, 何琰, 于清华, 孙胜利

  ,DOI: 10.11972/j.issn.1001-9014.XXXX.XX.001

  摘要： (191) HTML (0) PDF (1.50 MKB)(78)

  Abstract:

  仿真模拟了分段平面成像系统的成像特性，基于棋盘式透镜采样阵列，探讨了系统结构参数对成像结果的影响，并给出了成像系统的最佳参数。在此基础上，创新性地采用了高光谱图像，详细研究了自然场景下干涉光谱宽度对分段平面成像系统成像质量的影响，指出实际应用场景中容许的干涉带宽应不大于100 nm。研究内容不仅对棋盘式成像仪的开发具有指导意义，其中基于真实场景的容许带宽和误差分析的讨论对所有的分段平面成像系统都具有启发性。

红外物理与材料器件

• InAs/GaInSb长波红外超晶格材料外延生长研究

  李琛, 蒋洞微, 徐应强, 倪海桥, 王国伟, 吴东海, 郝宏玥, 牛智川

  ,DOI: 10.11972/j.issn.1001-9014.XXXX.XX.001

  摘要： (174) HTML (0) PDF (2.67 MKB)(94)

  Abstract:

  InAs/GaInSb II类超晶格材料在长波与甚长波红外探测器领域展现出显著优势。通过优化分子束外延生长参数和界面调控技术，在GaSb再构转变温度下成功制备了50周期的10MLInAs/7MLGa_0.75In_0.25Sb短周期超晶格材料。利用高分辨率X射线衍射（HRXRD）表征，测得该超晶格的晶格常数为6.108 ?，周期厚度为53.53 ?，与理论设计值的偏差小于0.2%，且与GaSb衬底的失配度仅为0.197%。原子力显微镜（AFM）测试表明材料表面均方根粗糙度（RMS）为1.67 ?，光致发光（PL）谱测得带隙为89.9 meV。在此基础上外延得到了12MLInAs/5MLAl_0.8In_0.2Sb超晶格势垒材料，与GaSb衬底失配度为0.067%。实验结果表明，所制备的10MLInAs/7MLGa_0.75In_0.25Sb超晶格以及12MLInAs/5MLAl_0.8In_0.2Sb超晶格与GaSb衬底具有较好的晶格匹配性，其多级次级衍射峰特征和优异的界面质量进一步证实了材料结构的完整性。这些发现为高性能红外探测器的开发提供了重要的材料基础。

• InAs/GaSb Ⅱ 类超晶格长波焦平面红外探测器应力适应性研究

  薛勇, 徐庆, 黄敏, 王珍, 梁钊铭, 徐庆庆, 白治中, 陈建新

  ,DOI: 10.11972/j.issn.1001-9014.XXXX.XX.001

  摘要： (306) HTML (0) PDF (1.65 MKB)(86)

  Abstract:

  超晶格长波红外焦平面探测器工作在低温条件下，探测器各层材料之间热膨胀系数的差异会引起探测器形变产生热应力，进而影响探测器的光电性能。本研究设计了两种应力调控方法的结构模型，实现了超晶格探测器应力的调控。探讨了不同应力作用下InAs/GaSb Ⅱ类超晶格长波焦平面红外探测器的暗电流和光谱响应的变化。研究表明在-10.7MPa-131.9MPa应力区间内，探测器光电性能变化幅度小。对探测器进行了温度冲击试验，探测器显示了高可靠性。我们的研究结果对于InAs/GaSb Ⅱ类超晶格长波焦平面红外探测器的结构设计具有指导意义，为其性能和可靠性评估提供依据。

毫米波与太赫兹技术

• 连续波工作的耦合双光栅太赫兹量子级联线激光器

  谭诚, 邹婷婷, 臧善志, 王凯, 甘良华, 曹晨涛, 陈炳奇, 陈宏泰, 张月蘅, 房玉龙, 徐刚毅

  摘要： (409) HTML (0) PDF (1.74 MKB)(73)

  Abstract:

  提出一种基于耦合双光栅的太赫兹量子级联（THz-QC）线激光器， 其在液氮温度以上连续波（CW）模式工作并具有低发散角的高斯型光束。器件采用窄脊宽的双金属（MM）波导，用于降低功耗并提升散热效率。通过设计光栅的能带结构，使激光器具有两个超模。超模1以光栅1作为主控震荡器，光栅2作为相控天线阵列提供准直的波束辐射；超模2以光栅2作为主控振荡器提供准直光束，光栅1提供高反射率。两超模均具有高的品质因子与小光束发散角，这能显著缩短腔长并降低功耗。通过实验，可以观察到两个超模，产生发散角为12°×18°、光功率为1.04 mW的准直的高斯光束。器件阈值功耗与热阻分别低至2.62 W与8.5 mK/W/cm²，最高CW工作温度为78.0 K。本文深入研究了耦合双光栅系统中模式调控的机制，并为实现，小发散角，低功耗，高散热效率的太赫兹量子级联激光器（THz-QCL）提供了更易达成的途径，并使之在更高温度下的CW工作具有更好的性能。

红外光电系统与应用技术

• 基于扫描成像的光电器件高分辨缺陷检测技术研究

  胡二涛, 刘嘉伟, 邵鹏, 辛颢, 蔡清元, 段微波, 陈良尧

  ,DOI: 10.11972/j.issn.1001-9014.XXXX.XX.001

  摘要： (282) HTML (0) PDF (1.69 MKB)(81)

  Abstract:

  光电流扫描成像技术是太阳能电池及光电探测器研究的重要技术支撑，然而振镜驱动光束扫描方式存在扫描范围受限和图像畸变问题。为克服上述弊端，面向大面积光电器件光电响应一致性的检测需求，基于光学组件扫描方式，研制了一套大成像范围、高空间分辨、高稳定性、低成本的光电流扫描成像自动化测试系统，高细分模式可实现亚微米几何定位（细分数6400，扫描步长0.625 μm），兼顾了大范围和高分辨率的样品扫描测试需求，且整体结构简单，极大降低了扫描成像系统的成本。使用表面覆盖有“南”字白纸和光栅条掩模板的硅光电池样品，证明扫描范围大于10×10 mm²，空间分辨率可达0.6 μm。对Cu₂ZnSnS₄和Cu₂ZnSn（S， Se）₄太阳能电池的表面光电流图像进行了表征，证明Cu₂ZnSnS₄电池存在较多缺陷，而Cu₂ZnSn（S， Se）₄电池表面光电响应均匀，缺陷较少，这些结果有助于改进电池的制备工艺。

红外物理与材料器件

• 量子阱长波红外探测器混周期光栅对响应带宽的影响

  田亚萍, 李志锋, 李宁, 李向阳, 许金通

  ,DOI: 10.11972/j.issn.1001-9014.XXXX.XX.001

  摘要： (189) HTML (0) PDF (1.05 MKB)(71)

  Abstract:

  响应带宽的拓展是量子阱红外探测器发展的一个重要方向。采用峰值响应波长为10.55 μm的量子阱材料，优化了30 μm中心距的量子阱红外探测器的衍射光栅结构，在同一光敏元内混合了周期为2.80、3.50和4.25 μm三种光栅结构，得到了六种不同组合的混周期光栅。响应光谱测试表明，相比于单一周期光栅，混周期光栅的响应带宽最多可从1.20 μm拓展到1.91 μm，展宽了60%，而黑体响应率仅下降了12%。

• 弱电离区场增强的Ge基PIN结构阻挡杂质带红外探测器

  刘赤县, 陈天业, 王泽欣, 胡清智, 窦伟, 刘晓艳, 凌静威, 潘昌翊, 朱家旗, 王鹏, 邓惠勇, 沈宏, 戴宁

  ,DOI: 10.11972/j.issn.1001-9014.XXXX.XX.001

  摘要： (413) HTML (0) PDF (1.49 MKB)(72)

  Abstract:

  本文研制了一种新型的锗（Ge）基阻挡杂质带（Blocked-impurity-band，BIB）红外探测器，采用平面型PIN结构，并利用近表面处理技术制备探测区和电极接触区。探测器展示了显著的整流特性，在反向偏压下具有极低的暗电流，且工作温度可提升至15 K。在该温度下，探测器在0 ~ -5 V反向偏置电压范围内，黑体探测率基本稳定在6 × 10¹² cm·Hz^1/2·W^-1。通过能带结构分析，详细讨论了探测器的暗电流机理以及温度变化对光响应的影响，提出了基于低温弱电离区的工作原理。此外，还对探测器的黑体响应率、黑体探测率进行了系统测试，并揭示了探测器在更高工作温度下维持高性能的机制。本研究为Ge基BIB探测器的温度性能提升提供了创新的思路，并为未来红外探测器的设计和应用提供了理论依据和实验数据支持。

毫米波与太赫兹技术

• 叉指型GaAs光电导太赫兹辐射源性能及参数研究

  张玉松, 施卫, 李一凡, 侯磊, 李环林

  ,DOI: 10.11972/j.issn.1001-9014.XXXX.XX.001

  摘要： (336) HTML (0) PDF (982.00 KKB)(65)

  Abstract:

  优化光电导天线的基底材料与电极结构对提高其辐射太赫兹波性能至关重要。相比传统光电导天线（PCA），叉指型光电导天线（IPCA）能够在较小光敏面积内构建多个阵元，辐射性能更优越。文章设计并研制了6种具有不同阵元数目和电极间隙的IPCA，通过金属层遮挡消除相邻电极间的反向电场，对比了IPCA与传统PCA（平行电极天线和蝴蝶结天线）的辐射特性及偏振特性。进一步研究了IPCA的辐射特性随阵元数目、电极间隙、泵浦光能和偏置电场的变化。实验结果表明，40阵元的IPCA相比于单个天线，其THz脉冲辐射幅值提高了30倍。

• 采用自适应背景滤波的距离徙动算法毫米波成像

  程志华, 周冉, 王猛, 于涛, 王玉兰, 姚建铨

  摘要： (196) HTML (0) PDF (1.45 MKB)(73)

  Abstract:

  本文针对近场毫米波成像中目标与背景间距很近的情况，提出了一种采用新型自适应背景滤除的距离徙动算法（RMA）。该方法模拟了人工智能（AI）中所采用的人类视觉系统的注意力分配模式，即注意力机制。基于静态杂波滤除的概念，将扫描孔径的频域信号划分为网格单元。通过分析各单元内的运动过程来建立背景散射函数，然后对背景干扰进行线性滤除。对算法内背景散射干扰的表现形式展开了分析，并研究了网格单元尺寸对成像质量的影响。实验结果表明，所提方法具备提高目标和背景信噪比的能力，它能有效抑制背景干扰，使图像更加清晰突出，同时不会产生过高的计算负荷。该方法为提升毫米波成像技术在实际应用中的性能提供了一种新的解决方案。

红外物理与材料器件

• 柔性低损耗高可靠性聚酰亚胺中红外空芯光纤的制备及其CO₂激光传输性能研究

  余烁颖, 祝润苗, 刘晟, 查志鹏, 张擎天, 侯广宁, 费楹迪, 刘少华, 敬承斌, 褚君浩

  ,DOI: 10.11972/j.issn.1001-9014.XXXX.XX.001

  摘要： (221) HTML (0) PDF (4.36 MKB)(72)

  Abstract:

  空芯光纤传输CO₂等中红外激光在传输损耗、弯曲性能和可靠性方面还存在诸多挑战，限制了其在激光医疗、柔性工业加工和气体传感等方面的应用。利用等离子体活化聚酰亚胺（PI）结构管和动态液相沉积工艺研制了PI/Ag/AgI界面结合强度高的柔性低损耗中红外空芯光纤。研究表明，等离子体处理后，PI表面的氮碳键转为氮氧键，并引入羧基等活性基团，在未明显增加表面粗糙度的情况下提高了表面亲水性和PI/Ag/AgI界面结合强度（由0级提升至2级）。所制备的2 mm内直径PI空芯光纤在8~15 μm具有低损耗窗口，传输10.6 μm波长CO₂激光的直线损耗低至0.05 dB/m，以20 cm半径弯曲180°时损耗仅上升至0.55 dB/m。光纤样品在150℃传输30瓦CO₂激光300 s未见损伤，经过400 min抗振动测试以及120 min高低温（150/-196℃）处理后损耗保持稳定，具有实际应用价值。

• 面向光场调控的像素级红外超构透镜阵列设计与制备

  张风, 王芳芳, 周建, 应翔霄, 周易, 陈建新

  ,DOI: 10.11972/j.issn.1001-9014.XXXX.XX.001

  摘要： (325) HTML (0) PDF (1.30 MKB)(88)

  Abstract:

  超构透镜凭借其独特的光场调控特性以及高度集成化、小型化的显著优势，在轻小型光电芯片一体化成像系统中具有广阔的应用前景。文中设计了面向像素级集成红外焦平面应用的超构透镜结构，采用步进式光刻技术与电感耦合等离子体（ICP）刻蚀工艺相结合的制备方法，通过对气体流量、工作压强、功率等刻蚀参数系统优化，有效地抑制了负载效应，将刻蚀速率的标准差从0.205％降到了0.073％，并制备了面阵规模640×512、像素中心距30 μm、Si柱最大深宽比3.42：1的高均匀性超构透镜阵列，对4.3 μm波长红外光的汇聚焦距为35 μm，焦距处中心区域10 μm和20 μm径向范围内测得的光场汇聚效率分别为66.4% 和84.9%，光场能量较相同面积范围内未集成超构透镜时分别提升了5.98倍和1.91倍。本文将为像素级超构透镜阵列集成红外芯片提供结构设计与工艺基础。

毫米波与太赫兹技术

• 对InAs复合沟道HEMT中跨导曲线异常偏移的峰分离和小信号模型分析

  巩永恒, 陈宇轩, 史劲元, 张大勇, 苏永波, 丁武昌, 丁芃, 金智

  摘要： (206) HTML (0) PDF (1.10 MKB)(73)

  Abstract:

  成功制备了栅长为 100 nm、具有 InGaAs/InAs/InGaAs复合沟道的磷化铟基高电子迁移率晶体管（InP HEMTs）。 直流测试表明，InAs沟道层的引入提升了跨导，但导致跨导峰值点在高漏压(Vds)偏置下向低栅压(Vgs)方向偏移。峰 分离分析发现直流跨导曲线由两部分构成：栅压调控的本征跨导和碰撞电离诱导的附加跨导。进一步研究表明，该 异常偏移源于沟道碰撞电离强度的变化，这种变化主要由栅漏电场改变引起，而非沟道载流子浓度的变化。小信号 模型中引入的两个额外电流源表征碰撞电离跨导，其数值变化趋势与峰分离结果的一致性验证了机理的正确性。射 频测试证实，尽管直流跨导有所提升，但碰撞电离跨导的时间常数远大于一般跨导的时间常数，器件射频特性未能 得到有效改善。这些发现为抑制碰撞电离效应及提升有效跨导提供了理论基础。

• GaAsSb/InAlAs SACM雪崩光电探测器性能研究

  刘国鑫, 黄敏, 王楠, 柴旭良, 梁钊铭, 陈建新

  摘要： (13) HTML (0) PDF (0.00 ByteKB) (0)

  Abstract:

  本文研究了GaAsSb/InAlAs分离吸收-电荷-倍增（SACM）结构APD的光电特性。该异质结具有较小的导带偏移（=0.089eV），载流子更易注入倍增区。设计了3种不同电荷层掺杂浓度（2×1017cm-3、3×1017cm-3、4×1017cm-3）的SACM APD。实验结果表明，当电荷层掺杂浓度为4×1017cm-3时，器件性能最优，在室温下其截止波长为1.7微米，穿通电压为-10.8V，在-34.6V偏压下增益为20.3，对应暗电流密度为0.058A/cm2，与GaAsSb PIN APD器件相比，增益提升了6.8倍，暗电流得到有效降低。通过调控SACM APD电荷层掺杂浓度，抑制了器件暗电流、提升了增益，为高灵敏短波红外APD提供了新途径。

  • 1
• 集成式全斯托克斯偏振探测器最新进展

  景文吉, 邓杰, 章雨婕, 叶洁娴, 祝天运, 周靖, 陈效双

  摘要： (27) HTML (0) PDF (0.00 ByteKB) (0)

  Abstract:

  全斯托克斯偏振检测在环境监测、遥感、生物医学检测及光通信等领域具有重要作用。传统全斯托克斯检测系统依赖离散光学元件的组装,其结构笨重、复杂且难以集成。随着光子技术的发展,对紧凑型、高性能、集成式全斯托克斯偏振探测器的需求日益增长。本文综述聚焦于集成全斯托克斯探测器的三大前沿研究方向：基于材料平台的探测器、超表面架构探测器以及原位集成光学结构探测器。我们系统总结各领域最新进展,并探讨了集成式全斯托克斯偏振探测器发展过程中所面临的机遇与挑战。

  • 1
• 卡马西平及其共晶的太赫兹光谱研究

  郑转平, 王博, 董力凡, 王梦新, 董军

  摘要： (16) HTML (0) PDF (0.00 ByteKB) (0)

  Abstract:

  针对抗癫痫药物卡马西平水溶性差的问题，本文采用太赫兹时域光谱技术（THz-TDS）研究了卡马西平（CBZ）与其共晶在太赫兹（THz）波段的光谱信息。首先实验测试了CBZ、丁二酸（SA）、二者物理混合物、干法研磨共晶及湿法研磨共晶在0.5-3.5THz的THz特征吸收峰。基于CBZ和SA的氢键供体/受体位置，构建了共晶可能的晶型结构，采用密度泛函理论（DFT）进行结构优化与频谱模拟；使用振动模式自动关联判定方法（VMARD）对单体及其共晶THz吸收峰的来源进行了归纳；最后基于分子力场能量分解法（EDA-FF）和独立梯度模型法（IGM）分析了单体及其共晶分子体系弱相互作用力的形式。结果表明：干法研磨共晶在1.98THz出现了新吸收峰但保留有单体的特征峰，湿法研磨共晶则呈现6个新THz特征峰；晶型Ⅲ的模拟结果能较好的重构实验谱，共晶分子间以双氢键和单氢键形成三维排列结构；CBZ的THz吸收峰主要源于二面角扭转及键拉伸，CBZ-SA共晶吸收峰主要源于二面角扭转和键角弯曲。CBZ及其共晶CBZ-SA虽然均以范德华作用为主，辅以少量氢键和空间效应。但二者范德华力的作用位点存在差异：CBZ的范德华力主要位于堆叠的分子间，而共晶的范德华力主要位于分子间氢键附近。

  • 1
• 多尺度空间注意机制引导红外小目标检测网络特征蒸馏方法

  尹可, 李永浩, 文铮, 樊铭瑞, 任飞宇, 李博扬, 智喜洋, 陈军

  摘要： (17) HTML (0) PDF (0.00 ByteKB) (0)

  Abstract:

  现有的深度学习方法在红外小目标检测中取得显著成效，但由于其高昂计算成本，难以满足资源受限的场景需求。亟需探索能够兼顾轻量级和高精度的知识蒸馏方法，以提高红外小目标检测网络运行效率。然而，由于红外小目标极端特性，直接将常规蒸馏方法应用于红外检测网络轻量化时，会出现小目标在知识传递中的丢失弥散和教师学生网络之间的层级特征表征失配，从而损害学生网络对小目标的特征学习能力，检测能力难以进一步提升。为解决上述问题，论文提出一种基于多尺度空间注意机制引导的特征蒸馏方法，首先设计一种多尺度空间注意机制(Multi-scale Spatial Attention, MSA)，捕获目标特征的多尺度信息并融合，从而有效获取目标区域。然后设计面向图像特征的L2归一化策略，该策略重点关注教师学生网络的特征分布差异。最终提出一种自适应加权蒸馏损失函数(Adaptive Weighted Mean Square Error, AWMSE)，引导学生网络强化对关键目标区域的学习。在两个公认数据集（NUDT-SIRST, NUAA-SIRST）的实验结果表明，本文所提出的蒸馏方法能够取得更优的检测性能，学生网络在取得同教师网络的可比的检测表现的同时，轻量级模型在HUAWEI和NVIDIA边缘设备上部署推理，实现相较于教师网络超过2倍以上的推理加速，综合性能相较于现有蒸馏方法更优。

  • 1
• 基于时空信息增强的大核卷积单光子成像算法研究

  赵浴阳, 刘忠鹤, 姜成昊, 王春晓, 赵政伟, 朱精果

  摘要： (39) HTML (0) PDF (0.00 ByteKB) (0)

  Abstract:

  基于单光子雪崩二极管（Single Photon Avalanche Diode, SPAD）的单光子三维成像技术虽已得到快速发展，但在强噪声下恢复深度信息时仍面临挑战，特别是器件的同步触发工作模式进一步放大了噪声的影响。本文通过引入误差函数构造了一个能够描述复杂成像环境的光子探测概率响应模型，从而实现了大规模强噪声单光子数据集的构建。提出一种专为单光子三维成像设计的鲁棒方法——时空增强网络（Spatial-Temporal Enhancement Network, STE-Net），其核心是创新的时空信息增强策略（Spatial and Temporal Information Boosting Strategy, STIBS），通过多种几何形态的3D卷积核充分挖掘三维卷积的潜能。基于STIBS，本文设计了一个简洁高效的特征增强模块作为通用预处理组件，通过开展基于STIBS的轻量化设计，借鉴大核卷积思想，构建了能够融合浅层与深层特征的特征融合主干网络。在模拟数据与真实数据上的大量实验表明，所提出的STE-Net在不同信背比（Signal Background Ratio, SBR）的各种场景下均实现了卓越性能。量化分析结果显示，当平均信号光子为0.02、平均噪声光子为0.5时，STE-Net相比其他最优方法在PSNR指标上提升0.55 dB，RMSE误差降低7.2%。

  • 1
• 极化无关的“田”形超表面用于动态加密全息成像

  马书祥, 邱亮, 陈麟

  摘要： (51) HTML (0) PDF (0.00 ByteKB) (0)

  Abstract:

  设计了一种极化无关的“田”形的动态单元,该单元结构由二氧化钒 (VO2)薄膜和金图案复合而成。利用VO2的相变特性,所设计的单元结构可对入射的太赫兹波振幅进行有效地调控。进一步地,基于这种动态的“田”形超表面单元结构,本文设计了另一种静态的“田”形超表面单元结构(不含VO2),用于加密全息的设计。仿真结果表明：在绝缘态时,动静态单元结构对入射的太赫兹波能产生相同的振幅调制,实现了信息加密功能。当VO2在加热后转变为金属态,动态单元改变原有的振幅状态,从而实现极化无关的全息成像。该方案在动态光学加密、信息存储与防伪等领域具有广阔的应用前景。

  • 1
• 一种在多层介质系统中改善聚焦的3d打印w波段介质透镜

  吴雨辰, 梁冰洋, 林展鹏, 段景瑞, 宫玉彬

  摘要： (64) HTML (0) PDF (0.00 ByteKB) (0)

  Abstract:

  这项工作提出了一种能够在多层介质中聚焦的3D打印介质透镜的设计方法。首先，基于光线聚焦原理，推导了相位补偿公式，实现了多层介质中任意深度的聚焦。然后，我们设计了一个W波段多层介质聚焦透镜来验证所提出的理论。全波模拟结果表明，与没有透镜的情况相比，焦点区域内的电磁能量提高了14.0 dB。实验测量结果显示能量增益为14.8 dB，与仿真结果非常吻合。

  • 1
• 面向复杂森林场景的逐点注意力增强核点卷积树木点云分类方法

  王力军, 宋 倩, 王 峰

  摘要： (85) HTML (0) PDF (0.00 ByteKB) (0)

  Abstract:

  树种分类作为森林资源管理与生态监测中的核心任务之一，对生物多样性保护和碳循环研究至关重要。与光学或者合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar，SAR）数据相比，激光雷达（Light Detection and Ranging，LiDAR）生成的三维点云数据能够更准确地描述树木的几何结构，如树干拓扑结构和叶簇分布，因此在树种分类中得到广泛应用。然而，现有分类方法在真实复杂森林环境中的泛化能力仍面临严峻挑战。这主要源于场景复杂性、数据分布偏移以及类别不平衡等因素的共同制约。为应对这些挑战，提出了一种新的树木点云分类网络KPCTree（kernel point convolution for Tree）。该模型以核点卷积（kernel point convolution，KPConv）网络为主干，融合逐点通道注意力机制，增强特征判别能力，并引入针对树木点云特性的专用数据增强策略。同时，采用动态类别加权损失函数以缓解数据不平衡问题。实验结果表明，KPCTree在多个数据集上均显著优于现有方法，展现出优异的泛化能力和普适性。

  • 1
• 宽带、高灵敏腔增强双光梳气体吸收光谱测量技术研究

  易子渊, 汤博诚, 熊子颖, 安冉, 尉昊赟, 张烈山

  摘要： (72) HTML (0) PDF (0.00 ByteKB) (0)

  Abstract:

  针对腔镜属性对腔增强双光梳光谱(CE-DCS)在透射带宽与探测灵敏度方面的限制。首先从理论上建立了腔镜色散与精细度对透射带宽、噪声等效吸收(NEA)的影响模型，并据此设计加工低色散、高精细度腔镜；在此基础上构建单点腔梳锁定的 CE-DCS 系统。实验表明:在未拓展梳谱条件下，系统实现370 cm-1的透射带宽（约占原始梳谱的88 %），对应的NEA为1.45×10-10 cm-1Hz-1。在采用HNLF进行光谱拓展后，透射带宽提升至约 400 cm-1，NEA为 2.01×10-10 cm-1Hz-1。结果验证了所设计腔镜在实现宽带与高灵敏气体吸收测量方面的有效性，并为后续痕量气体定量分析提供了技术支撑。

  • 1
• 基于尺度自适应光谱字典学习的高光谱图像去噪方法

  宋晓瑞, 柏彬, 陈鹏, 胡晓宁, 周川杰, 侯军燕, 陈卓

  摘要： (80) HTML (0) PDF (0.00 ByteKB) (0)

  Abstract:

  高光谱遥感成像过程中，由于受到探测器噪声、光学系统噪声、环境噪声以及统计噪声等各类噪声影响，图像质量往往会出现退化，进而影响后续应用中的信息提取精度及可信度。特别是红外谱段，由于探测器材料本身热振动等因素，受热噪声影响显著。针对这一问题，提出了一种基于尺度自适应光谱字典学习的高光谱去噪方法。首先，将尺度约束引入字典学习过程中，以自适应待降噪图像获取不同尺度光谱字典。其次，将图像空间域信息作为编码先验知识，应用全变分—变量分解和增广拉格朗日稀疏回归方法对图像进行稀疏编码求解。最后，利用光谱字典与稀疏编码进行重构获得去噪后的高光谱图像。实验结果表明，相对比现有高光谱去噪算法，所提出的算法在模拟数据集及真实数据集上均能取得更好效果。

  • 1
• 基于物像共轭模型的IRST系统动态像移计算方法与验证

  黄姜卿, 李范鸣, 刘士建, 蹇 毅, 于 洋, 李 争

  摘要： (69) HTML (0) PDF (0.00 ByteKB) (0)

  Abstract:

  红外搜索与跟踪（IRST）系统作为现代战场中重要的被动探测装备，其成像质量直接决定目标探测与跟踪精度。在动态环境下，由于目标和载体间存在相对运动，导致目标在像平面上产生像移，不仅引起图像质量退化，还对目标的跟踪与捕获带来困难。有效抑制像移需以高精度测量为前提，进而实现补偿控制。针对该问题，提出一种基于坐标变换的动态像移计算方法。首先，建立动态环境下IRST系统的物像共轭模型，通过坐标变换明晰物像矢量的映射关系，实现像移量的精确量化。其次，搭建六自由度运动平台实验系统，模拟载体不同姿态扰动下的运动工况，对目标像移进行实际测量。实验结果表明，理论计算像移值与实测数据高度吻合，偏差小于2个像素（RMS），相对误差优于0.67%。该方法为动态像移的高精度补偿提供了有效技术途径，对提升IRST系统在复杂环境中的成像稳定性具有重要应用价值。

  • 1
• 10m分辨率星载高光谱成像仪灵敏度设计与验证

  温茂星, 王跃明, 王崇儒, 徐佳皓, 王鹏, 曲宏松, 王建宇

  摘要： (89) HTML (0) PDF (0.00 ByteKB) (0)

  Abstract:

  星载高光谱成像仪的灵敏度设计是获得高质量图像数据的关键。为了减小由于口径过度增大带来尺寸、重量、成本和研制周期等代价，需要在总体设计时准确估计系统灵敏度。利用半实物仿真的方法，建立典型工作条件下高光谱成像仪信噪比模型。利用模型进行灵敏度估计，结果表明系统在太阳同步轨道和10m空间分辨率等设计要求下，需要至少450mm口径达到最低信噪比170要求。分析给出全反光学系统+凸面闪耀光栅的总体系统构型以及灵敏度有关的系统参数边界条件。系统集成后地面测试和在轨初步成像测试结果表明，高光谱灵敏度模型准确，系统灵敏度满足指标要求。模型和设计思路有助于推动商业航天高光谱载荷进行快速系统定制设计，以提升研制效率降低成本。

  • 1
• 具有多周期渐变栅槽的高线性度AlGaN/GaN HEMT

  何晓强, 魏珂, 张昇, 张一川, 郭嘉琦, 王开宇, 王建超, 麻转利, 王鑫华, 陈晓娟, 李彦奎

  摘要： (106) HTML (0) PDF (0.00 ByteKB) (0)

  Abstract:

  本研究提出一种具有多周期渐变栅槽结构（MCGGR）的新型高线性度AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管（HEMT）。该MCGGR-HEMT通过优化电子束光刻（EBL）光刻胶回流工艺，沿栅宽方向制备出多周期渐变势垒层而实现。制备的MCGGR-HEMT因其在栅宽方向周期性多阈值器件并联而成功实现跨导补偿，展现出3.5V栅极电压摆幅，相较于常规器件的1.7V栅极电压摆幅扩展了1.8V。因其对2DEG沟道的连续渐变调制作用，使其高阶峰值跨导（Gm'和Gm"）相较于常规器件分别降低37%和35%。MCGGR-HEMT在保证ft峰值的前提下，在更大的栅压范围内拥有更加平坦的ft曲线。在10 GHz的单音测量中（漏极偏压30V），功率密度为5W/mm，PAE为49%。同频点双音连续波功率测量中（双音频率间隔10MHz，漏极偏压30V），该器件实现了38 dBm的第三阶交调输出截点(OIP3)、63.1W/mm的OIP3/width，10 dB的线性度优值(OIP3/PDC)以及-57.7 dBc的第三阶互调失真(IMD3)。相较于常规器件，其性能分别提升5.2 dB、44W/mm、4.8 dB和13.7 dB。该创新方案与常规AlGaN/GaN HEMT制备工艺高度兼容，提供了一条简化且经济高效的技术路径，为提升器件线性度开辟了新途径。

  • 1
• 基于可控衬底偏角调节SESAM缺陷：恢复动力学与光学性能优化

  黄 婷, 熊 聪, 林 楠, 刘素平, 黄少茹, 袁庆贺, 王新伟, 张志刚, 马骁宇

  摘要： (152) HTML (0) PDF (0.00 ByteKB) (0)

  Abstract:

  半导体可饱和吸收镜(SESAM)是实现超快光纤激光器的关键器件,但其性能常受载流子恢复时间缓慢的限制。本研究探讨了衬底偏角([110]偏向0°、2°和6°)对金属有机化学气相沉积(MOCVD)在(100)GaAs衬底上生长的InGaAs/GaAsP SESAM的性能及锁模特性的影响。通过高分辨率X射线衍射(HRXRD)、原子力显微镜(AFM)、光致发光光谱(PL)和分光光度计进行综合表征发现,增大偏角会引入晶格缺陷,从而显著缩短恢复时间。然而,较大的偏角也会增加表面粗糙度和非饱和损耗,导致非线性吸收性能下降。在掺镱光纤激光器测试中,具有2°偏角的SESAM实现了稳定锁模,生成了1064 nm波长下8.2 ps的脉冲；而6°偏角的器件因材料质量下降表现出性能劣化。该研究为通过衬底偏角优化SESAM提供了重要见解,并为设计高性能超快激光器提供了实用指导。

  • 1
• SDDFusion: 分割与检测驱动的红外与可见光图像融合网络

  周宇航, 杨启民, 任侃, 陈钱

  摘要： (228) HTML (0) PDF (0.00 ByteKB) (0)

  Abstract:

  红外与可见光图像融合旨在跨谱段整合热辐射与反射成像的互补信息，在复杂场景下同时突出显著目标并保留纹理细节，从而为人眼感知与机器视觉提供更全面的输入。为进一步提升融合图像质量及其在下游任务上的表现，本文提出一种分割与检测驱动的红外与可见光图像融合网络。该联合框架由融合网络与两条任务驱动分支构成:目标判别器与分割分支分别通过各自的损失函数引导融合网络保留更丰富的高层语义。为增强特征表征能力，我们设计了基于密集块的密集连接与梯度残差模块( DCGRM）用于深层特征提取；在解码阶段引入大核注意力（LKA）模块，以聚焦关键区域并降低信息损失，从而进一步提升融合图像质量。三组公共数据集上的实验表明，所提方法能够有效整合两种模态的优势，既突出显著目标又保留丰富细节；在多项融合指标上优于对比方法，并具备实时推理速度。此外，得益于与下游任务的协同设计，所提方法在分割与检测这类下游视觉任务上亦展现出性能优势。

  • 1
• 基于低分辨率光谱的二氧化碳反演算法研究

  曾一航, 邢成志, 海光银, 高琳, 魏少聪, 刘诚

  摘要： (130) HTML (0) PDF (0.00 ByteKB) (0)

  Abstract:

  针对传统红外DOAS不能反演低分辨率光谱，高分辨率光谱仪造价高的问题，研究并开发了一套可用于低分辨率光谱反演的包络反演算法。通过研究吸收截面形状及光谱展宽，考虑低分辨率光谱反演并结合红外DOAS算法，开发了可实现低分辨率光谱仪反演大气CO?浓度的包络反演算法。与近红外超光谱遥感仪器相集成，于合肥市科学岛开展相关检测实验，利用LBLRTM辐射传输模型和HITRAN数据库，得到了一系列反演浓度数据并对其进行分析。结果表明传统红外DOAS算法不能正常反演，而包络反演算法可应用于低分辨率光谱仪中，反演残差优于1.05%，与TCCON站点数据的相关系数可达0.76。该研究提出了可用于低分辨率光谱反演的算法，突破传统红外DOAS算法的局限，为实现CO?低成本精准探测提供了一种新方法。

  • 1
• 基于源尺寸效应补偿的外场红外辐射测量修正方法

  夏侯琪, 熊 伟, 吴 军, 李大成, 崔方晓, 程 晨

  摘要： (141) HTML (0) PDF (0.00 ByteKB) (0)

  Abstract:

  红外热像仪在外场观测中受到源尺寸效应（Source Size Effect, SSE）与大气传输效应的共同影响，导致对观测目标亮温的低估。针对这一问题，提出一种面向外场观测条件的红外辐射温度联合补偿方法。该方法首先根据红外系统辐射响应的空间分布特性构建图像卷积滤波器，用于补偿因源尺寸效应与视场角变化引起的亮温衰减。进一步结合路径透过率与路径辐射参数建模，对目标辐射信号在传输过程中的大气衰减与背景辐射叠加进行修正，实现多源误差的联合补偿。为验证所提方法的有效性，首先在受控实验环境下采集不同尺寸与温度条件下的黑体热像图像，用于卷积滤波器的训练与精度评估；随后利用无人机载红外热像系统，开展多距离条件下的外场目标观测试验，以验证该方法在实际观测场景中的应用效果。结果表明，该方法可有效补偿源尺寸效应与大气影响共同作用下的亮温偏差。对外场多组观测距离条件下的目标图像进行温度恢复后发现，当目标在图像中的成像尺寸不低于4x4个像元时，联合补偿后的辐射温度误差可控制在±2%以内。该工作可以为提高外场目标红外辐射测温精度提供新的方法参考。

  • 1
• 基于金属、石墨烯和锑化铟的三调谐型吸波体设计

  胡宝晶, 蔡昌进, 朱玲, 李柯

  摘要： (139) HTML (0) PDF (0.00 ByteKB) (0)

  Abstract:

  提出了一种基于金、石墨烯和锑化铟复合结构的可电、热、磁三调谐的双波段吸波体。结果表明，基于铜纳米棒的明模--明模耦合，双波段吸波体的吸收率可达95%。其物理吸收机制可通过辐射双振荡器模型(RTO)以及吸收峰处的电场强度分布进行理论分析。此外，通过调节石墨烯的化学势、锑化铟温度和外部磁场大小，可以实现吸波体吸收频率和吸收率的电、热、磁动态三调谐。最后，进一步讨论了模型参数对吸收性能的影响，以及吸波体作为折射率传感器的应用前景。本研究为多调谐型吸波体和传感器的设计提供了理论基础。

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• 多波段与纹理特征融合的红外伪装性能评估模型

  姜腾腾, 蔡子琨, 王锐, 徐雪荣, 曾永兴, 何鹄, 沈宏, 葛军, 江军, 王旭东, 王建禄, 褚君浩

  摘要： (152) HTML (0) PDF (0.00 ByteKB) (0)

  Abstract:

  随着红外探测技术与无人侦察平台的发展，战场目标的远距离探测和识别能力显著提升，传统伪装手段及伪装效果评价体系面临挑战。为实现更准确的伪装效果量化评估，需要兼顾多波段信息，并结合应用中的环境因素。本文提出一种融合视觉显著性与纹理特征的红外目标伪装性能评估方法。该方法基于图论视觉显著性（GBVS）模型提取目标与背景的显著性特征，并结合目标区域的纹理特征，通过线性加权构建统一指标，实现对伪装效果的综合判别。基于实测多波段红外图像（短波、中波、长波），从伪装状态、观察角度和时间条件等多维度开展实验。结果表明，该方法在不同波段与成像条件下均具有良好稳定性，评估结果与人眼感知一致，能够有效揭示伪装目标在复杂背景中的可探测性差异。研究成果可以为多波段条件下，红外伪装材料研制与红外目标发现系统的优化设计提供理论与工程支撑。

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• 太赫兹谐振器中的共面波导仿真

  胡雨浩, 耿伟, 史生才

  摘要： (175) HTML (0) PDF (0.00 ByteKB) (0)

  Abstract:

  太赫兹光谱仪在太赫兹天文学中起着至关重要的作用。共面波导（CPW）是太赫兹光谱仪中的关键部件，相对介电常数是介电材料最重要的参数之一。它决定了器件的谐振频率和品质因子。由于CPW的结构复杂，很难获得精确的电磁场解，因此保角变换技术（CMT）被广泛用于获得等效介电常数的近似解析表达式。然而，当涉及薄膜电介质时，情况会有所不同。本文利用高频结构模拟器（HFSS）获得了基于谐振器结构的CPW的等效介电常数，并将其与保角变换技术得到的等效介电常数进行了比较。通过模拟仿真提供表征薄膜电介质的可能性。

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• 基于介质超构表面的动态太赫兹波调控

  李正堃, 周昊阳, 王顺甲, 何 琼, 陶镇生

  摘要： (173) HTML (0) PDF (0.00 ByteKB) (0)

  Abstract:

  我们成功利用介质超构表面调控太赫兹（Terahertz，THz）波。通过以不同光波长泵浦，超构表面以模式选择或非选择的方式对太赫兹波进行调制。改变激发的光子能量时，我们可以观察到不一样的透射率弛豫过程，反映了硅的能带特性。我们研究发现另一个可以实现光操控的外部调控手段是通过变化泵浦光延迟位移台的光程，主动控制超构表面的功能，实现太赫兹偏振态的连续调节,并提供了相关的物理解释。我们研究表明泵浦光激发能够成为动态调控太赫兹波的有效外部手段，有利于多样化的超构表面器件研发。

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• 基于FTIR的InAs和GaSb衬底低吸收区域吸收系数特性研究

  王啸臻, 谭智勇, 张庆凌云, 李建梅, 陈意桥, 曹俊诚

  摘要： (211) HTML (0) PDF (0.00 ByteKB) (0)

  Abstract:

  作为中波红外(3-5 μm)与长波红外(8-12 μm)波段的重要候选材料,GaSb与InAs半导体展现出显著的光电特性优势。然而,其固有的低吸收特性使得传统透射光谱技术因多重透射效应干扰,难以实现吸收系数的精确表征。本研究创新性地利用傅里叶变换红外光谱技术,构建反射-透射联合分析模型,成功提高了低吸收区(α<10 cm?1)的测量准确度。通过系统研究掺杂浓度为2.46×101? cm?3(InAs)和8.76×101? cm?3(GaSb)的样品,发现8-18 μm波段自由载流子吸收行为呈现显著散射机制依赖性：声学声子散射与电离杂质散射共同主导该波段的吸收过程。定量分析表明,GaSb的散射参数较InAs存在数量级差异,其电离杂质散射系数提升10倍,声学声子散射系数更呈现450倍的剧烈增强。该反射-透射联合分析方法的提出,为解决低吸收材料光学参数表征难题提供了新的技术方案。

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• 高精细度硅超稳光学参考腔的自主研制

  焦东东, 高静, 吴攀, 邓雪, 吴梦凡, 张林波, 许冠军, 臧琦, 崔杰, 董瑞芳, 刘涛, 屈波, 张首刚

  摘要： (204) HTML (0) PDF (0.00 ByteKB) (0)

  Abstract:

  本工作展示了自主研制高精细度硅超稳光学参考腔。硅材料具有卓越的热稳定性、较低的机械损耗以及优异的振动不敏感度。通过优化加工工艺，有效解决了硅材料脆性和各向异性带来的关键制造挑战。采用三级抛光技术，实现了超光滑表面，粗糙度达到埃级（RMS）。高反射膜采用SiO2/Ta2O5作为涂层材料，通过离子束溅射沉积法制备。通过腔线宽测量的方法显示其精细度约为340,000，与国际顶尖水平相当。这些结果表明中国独立开发高性能硅基超稳光学参考腔的能力。这一进展对光钟和引力波探测等精密应用具有重要意义。

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2026年第45卷第1期

• 脉冲波入射时分形粗糙海面的双频散射截面和脉冲展宽

  郭立新 金彩英

  2003,22(2):132-136

  摘要： (1684) HTML (132) PDF (396.69 KKB)(114853)

  Abstract:

  根据粗糙面基尔霍夫小斜率近似研究了脉冲波入射时实际海谱分布的一维分形海面的电磁散射。分析了毫米波入射时不同分维、入射角和入射中心频率下双频散射截面的散射角分布。结果表明分形海面的双频散射截面在镜反射方向有最大的相关带宽，随着海面分维的减小、入射中心频率和入射角的增加，该相关带宽是增大的。对于入射功率为δ函数时的散射波功率是一个具有一定脉冲展宽的散射脉冲，且脉冲展宽与相关带宽成反比关系。

• 基于窄带Mumford—Shah模型的图像分割方法

  王峥 杨新 等

  2002,21(3):161-166

  摘要： (3196) HTML (123) PDF (392.26 KKB)(110949)

  Abstract:

  在结合Mumford-Shah模型和水平集方法中的窄带解法优点的基础上，提出了一种新的图像分割模型。Mumford-Shah模型虽然具有良好的图像分割结果，但是其每次迭代过程都需要对所有图像数据进行计算，因而很费时，导致这种方法不适用于大的图像数据，特别是三维图像的分割。本文通过一种新的初始化方法把Mumford-Shah模型和水平集中的窄带解法结合在一起。这种新 的初始化方法是通过在特定条件下简化快速行进法得到的。通过去除快速步进法中费时的 排序过程，使得初始化的计算时间只有O（N）。窄带Mumford-Shah模型把分割计算限制在窄带范围内，避免了大量的计算，但取得了与原始的Mumford-Shah模型相同的分割效果。实验结果表明基于快速步进法的初始化方法是可行的，而窄一喧M－S分割模型一次迭代计算的时间比原M－S模型减少许多。

• Cd1—xZnxTe（x=0.04）表面处理的低温拉曼散射和电学特性研究

  裴慧元 方家熊

  2001,20(3):184-188

  摘要： (2375) HTML (139) PDF (262.82 KKB)(60557)

  Abstract:

  测量了几种不同处理的Cd1-xZnxTe(x=0.04)表面的傅里叶变换拉曼散射光谱和电流－电压（I－V）特性。通过分析拉曼光谱反Stokes分量，并与表面I－V特性进行比较，结果表明与表面处理相联系的晶格声子的行为反映了表面完整性的变化，Te沉淀是影响表面质量的关键因素，并对有关表面处理方法的实际应用进行了讨论。

• OPTICAL SPECTRA OF LOW-DIMENSIONAL SEMICONDUCTORS

  Fu Y Chiragwandi Z　 G(o..)thberg P　Willander M

  2003,22(6):401-405

  摘要： (1769) HTML (128) PDF (483.11 KKB)(60018)

  Abstract:

  IntroductionThedevelopmentoflow dimensionalsemiconductormaterialshasbeenextensive[1].Toalargeextent,themodernmicroelectronicsindustryisstilllargelybasedontheconventionaldevicecomponents (withareduceddis cretedevicedimensionfollowingMoore′slaw) ,whereasth…

• 在TEA-CO2强激光脉冲作用下Hg0.8Cd0.2Te晶片表面的组分变化

  蔡虎　程祖海　朱海红　左都罗

  2006,25(3):165-169

  摘要： (1443) HTML (109) PDF (434.30 KKB)(35951)

  Abstract:

  利用场发射扫描电子显微镜对TEA-CO2强激光脉冲辐照的Hg0.8Cd0.2Te晶片表面进行了观察,并利用电镜自带的能谱分析仪对其表面进行了成分分析.在单脉冲能量为1.91J,峰值功率密度为2.63×107W/cm2的脉冲CO2激光辐照下,晶片表面呈现出熔融迹象,且晶片表面的化学组分比发生明显的变化.理论与实验研究结果表明激光急速加热使晶体表面的Hg-Te键破坏,从而导致Hg损失,而Hg损失程度与热作用过程的时间有关.随着脉冲作用次数的增加,多脉冲的连续作用使Hg损失加剧,晶片表面成分变化更加突出.

红外物理与材料器件

• 超宽带光电探测器研究进展

  刘宇, 林志诚, 王鹏飞, 黄峰, 孙家林

  2023,42(2):169-187 ,DOI: 10.11972/j.issn.1001-9014.2023.02.005

  摘要： (2356) HTML (2629) PDF (2.06 MKB)(28963)

  Abstract:

  光电探测器在许多应用中发挥着关键作用，例如遥感、夜视、侦察、医学成像、热成像和化学检测。随着光电探测任务的逐渐复杂化，工作在不同波段的光电探测器逐渐被集成用于对同一场景的宽光谱探测。受限于集成系统的体积和任务模块，常规的宽谱探测任务往往需要多个不同波段的探测器协同工作，极大增加了系统复杂度，因此具有超宽带探测（紫外-可见-红外-太赫兹）能力的光电探测器逐渐成为国际研究的前沿热点。但是迄今为止，有关超宽带光电探测器的综述还没有见诸报道。因此，本文系统整理了超宽带光电探测器在过去十年的研究进展。文章首先介绍了衡量光电探测器响应性能的指标以及常见光电探测器的主要类型，在此基础上重点回顾了不同类型超宽带光电探测器的研究进展、发展现状、面临的挑战，并展望了未来的研究方向。

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• 铜铟镓硒薄膜太阳电池研究进展和挑战

  陶加华, 褚君浩

  2022,41(2):395-412 ,DOI: 10.11972/j.issn.1001-9014.2022.02.004

  摘要： (1936) HTML (1909) PDF (6.05 MKB)(27451)

  Abstract:

  铜铟镓硒（Cu（In，Ga）Se₂， CIGS）太阳电池产业化受到全世界广泛关注。作为高转换效率薄膜电池，其效率可与晶硅电池相比，目前最高效率达到23.35%。对于小面积实验室电池而言，研究重点是精确控制吸收层的化学计量比和效率；对于工业化生产而言，除化学计量比和效率外，成本、重现性、产出和工艺兼容性在商业化生产中至关重要。重点介绍了不同制备工艺、吸收层组分梯度调控、碱金属后沉积处理、宽带隙无镉缓冲层、透明导电层和柔性衬底等研究进展。从CIGS电池的效率来看，将实验室创纪录的高效电池技术转移到平均工业生产水平带来显而易见的挑战。

• 一种新的模糊规则动态调整正则项系数的神经网络学习方法

  武妍 张立明

  2002,21(3):189-194

  摘要： (2036) HTML (94) PDF (450.58 KKB)(26027)

  Abstract:

  从偏差－方差模型出发，提出了一种通过模糊规则推理动态调整正则项系数的新方法，并有效地确定了模糊推理规则和隶属度函数，并将该方法与BP算法和固定正则项系数的方法进行了比较，该方法具有精度高、收敛快和泛化能力高等优点，通过实例表明了该方法的有效性。

40周年专刊

• 辐射冷却材料的研究进展及应用

  孙晓洁, 高梦宇, 郑玉祥, 张荣君, 王松有, 李晶, 陈良尧

  2022,41(1):230-247 ,DOI: 10.11972/j.issn.1001-9014.2022.01.017

  摘要： (2238) HTML (3780) PDF (5.32 MKB)(25145)

  Abstract:

  辐射冷却是近来日益得到关注的被动冷却形式，它以外太空为冷源，无需额外消耗能量，在建筑冷却、太阳能电池降温、舒适衣物与可穿戴设备等诸多方面都有着良好的应用前景。本文对辐射冷却的发展历史与冷却原理做了简单回顾，对辐射冷却材料的种类和优缺点进行了系统介绍，并对辐射冷却材料的设计、制备、表征方法进行归纳总结，最后对相关应用领域进行概述，并对今后辐射冷却材料与技术的发展趋势进行展望。

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红外物理与材料器件

• 氧化石墨烯的制备还原及应用进展

  张 倩, 唐利斌, 李汝劼, 项金钟, 黄 强, 刘树平

  2019,38(1):79-90 ,DOI: 10.11972/j.issn.1001-9014.2019.01.014

  摘要： (4189) HTML (215) PDF (4.42 MKB)(23969)

  Abstract:

  随着石墨烯产业的蓬勃发展,氧化石墨烯作为制备工程化应用石墨烯的中间体产物而备受关注。同时由于其自身优异的物理化学性质,使其在各大领域均有前所未有的新兴应用。针对国内外氧化石墨烯的各种结构模型、制备方法、性质和相关应用,以及氧化石墨烯的还原进行了总结与概述。在对比各种方法的基础上,提出了氧化剂和还原剂的选择是反应的关键要素,归纳了选择的基本原则。最后,指出氧化石墨烯制备和还原研究中还需解决的问题,并对其发展和影响做出了评价和展望。

• 溶胶—凝胶法制备的PbTiO3薄膜的光学性质研究

  胡志高 王根水 等

  2002,21(3):175-179

  摘要： (8505) HTML (465) PDF (411.06 KKB)(23436)

  Abstract:

  采用溶胶－凝胶法在石英玻璃衬底上制备出均匀透明的无定形PbTiO3薄膜，并对其 光学性质进行了详细的研究，发现其折射率的波形符合经典的Cauchy函数。由半导体理论计算得到无定形的PbTiO3薄膜的光学禁带宽度为3．84eV.FTIR透射光 谱研究表明无定形PbTiO3薄膜在中红外波段没有吸收峰出现，对于在550℃下 快速热退火得到的PbTiO3薄膜，通过远红外反射光谱测量，观察到了6个约外活性声子膜。

40周年专刊

• 红外光电探测器的前沿热点与变革趋势

  叶振华, 李辉豪, 王进东, 陈星, 孙常鸿, 廖清君, 黄爱波, 李辉, 周松敏, 林加木, 潘建珍, 王晨飞, 陈洪雷, 陈路, 魏彦锋, 林春, 胡晓宁, 丁瑞军, 陈建新, 何力

  2022,41(1):15-39 ,DOI: 10.11972/j.issn.1001-9014.2022.01.001

  摘要： (4626) HTML (6151) PDF (7.46 MKB)(23154)

  Abstract:

  红外光电探测技术通常工作在无源被动的传感模式，具有作用距离远、抗干扰性好、穿透烟尘雾霾能力强、全天时工作等优点，在航天遥感、军事装备、天文探测等方面都有广泛应用。至今，二代、三代红外光电探测器已大规模进入装备，高端三代也在逐步推进实用化，并出现了前沿前瞻性的新概念、新技术、新器件。本文聚焦国内外的红外技术研究现状，重点介绍红外光电探测器当前的研究热点与未来的发展趋势。首先，介绍针对战术泛在化、战略高性能的SWaP³概念。其次，综述以超高空间分辨率、超高能量分辨率、超高时间分辨率、超高光谱分辨率为特征的高端三代红外光电探测器，分析挑战光强探测能力极限的红外探测器的技术特征与实现方法。然后，论述基于人工微结构的四代红外光电探测器，重点介绍偏振、光谱、相位等多维信息融合的实现途径与技术挑战。最后，从片上数字化升级为片上智能化的角度，探讨未来极具变革性趋势的红外探测器。

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• 基于MEI方法的贴体网格FDTD方法

  廖成

  2001,20(6):442-446

  摘要： (1165) HTML (92) PDF (252.28 KKB)(21528)

  Abstract:

  利用Thompson变换在任意形状的散射体外部产生共形的外部计算网络，并使FDTD计算区域的截断边界与散射体边界形状完全一致，时域不变性测试方程（MEI）方法被作为该截断边界上的局域吸收边界条件，从而大大压缩了FDTD的计算空间。数值试验结果证实，该方法可在不降低计算精度的前提下减少计算机内存需求。

• 变阻抗相对论返波管的研究

  文光俊　李天明　李家胤　谢甫珍　刘盛纲

  2002,21(2):151-155

  摘要： (2184) HTML (97) PDF (278.64 KKB)(19169)

  Abstract:

  根据相对论返波管(RBWO)的非线性理论,数值模拟了耦合阻抗单步跃变型RBWO效率与束流参量、耦合阻抗跃变位置、高低耦合阻抗比值的依赖关系,结果表明器件最优化效率可达到50%.设计制造了一个X波段高功率耦合阻抗单步跃变型RBWO,运用全电磁粒子模拟程序仿真了器件中注波互作用过程,预见出器件功率、效率、频率等性能参量.在电子注电流、注加速电压、互作用区长度相同的实验条件下,测得变阻抗器件实验效率约为均匀阻抗型器件效率的2倍.

• 杂波环境下雷达目标频域响应的散射中心估计方法

  姜卫东 陈曾平 等

  2001,20(2):111-116

  摘要： (1226) HTML (103) PDF (331.55 KKB)(18427)

  Abstract:

  描述了给定幅度分布和功率谱密度多种杂波仿真方法，给出了仿真实验结果，及在杂波环境下雷达目标频域散射中心的数学模型，并研究了该数学模型的求解方法，还给出了仿真数据和飞机缩比模型测量数据的实验结果。

遥感技术与应用

• 基于Landsat-8陆地卫星数据的火点检测方法研究

  何阳, 杨进, 马勇, 刘建波, 陈甫, 李信鹏, 杨轶斐

  2016,35(5):600-609 ,DOI: 10.11972/j.issn.1001-9014.2016.05.015

  摘要： (4619) HTML (239) PDF (5.05 MKB)(17897)

  Abstract:

  传统的火点检测算法通常利用高温地物在中红外波段或热红外波段的高发射率特性来提取火点, 然而受制于影像空间分辨率的限制如MODIS、AVHRR等, 使得很多小规模火情现象被漏检.研究发现短波红外数据也同样能被用于高温地物的识别和检测, 并且相较于热红外波段数据对低温和高温地物的区分度更大, 在精确识别和定位高温目标方面更加准确.文章利用空间分辨率为30米的Landsat-8 OLI传感器数据, 根据高温火点在近红外及短波红外波段的波谱特性, 利用改进的归一化燃烧指数(NBRS)结果自适应地确定阈值来提取疑似火点, 然后再利用高温火点在短波红外的峰值关系进行误检点剔除, 从而得到最终的火点产品.提出的算法能检测到所占像元面积10%左右的火点, 并能够有效地排除云层及建筑物的干扰, 在保证较低漏检率的同时还能达到90%左右的准确率, 相比于传统算法的火点提取精度有很大的提高.

红外光谱与遥感技术

• 用近红外光谱检测牛奶中的三聚氰胺

  徐云, 王一鸣, 吴静珠, 张小超

  2010,29(1):53-56

  摘要： (11490) HTML (415) PDF (221.64 KKB)(17688)

  Abstract:

  研究了用近红外光谱法快速定性和定量检测纯牛奶中三聚氰胺.实验分别配制了两组不同三聚氰胺含量的纯牛奶样品,用于定性和定量分析.通过近红外光谱与聚类分析法相结合,可将含有和不含有三聚氰胺的牛奶样品有效分类;结合光谱预处理和波长选择及模型优化方法建立的检测三聚氰胺的近红外定量分析模型具有较好的稳定性和预测能力.结果表明,近红外光谱分析是一种快速、方便和环保的检测乳制品中三聚氰胺的新方法.

• 一种像素级多算子红外与可见光图像融合方法

  刘贵喜 杨万海

  2001,20(3):207-210

  摘要： (1888) HTML (111) PDF (196.71 KKB)(16761)

  Abstract:

  给出了一种新的基于多尺度分解的像素级图像融合方法。该方法利用小波变换对每一图像进行多尺度分解，按照不同的融合规则，采用多种融合算子去构造融合图像对应的各小波系数，再根据融合图像的各小波系数重构融合图像。该方法被成功地用于红外与可见光图像的融合处理。实验结果表明该融合方法十分有效，获得的融合图像更符合人们的视觉特性、更有利于机器视觉。

• 空间分辨（深度剖析）光谱法在拉曼和荧光光谱中的应用

  徐晓轩 王吉有 等

  2001,20(3):169-173

  摘要： (1631) HTML (91) PDF (271.41 KKB)(16747)

  Abstract:

  利用共焦显微镜纵向扫描采样手段，发展了一种空间分辨（深度剖析）光谱方法进行荧光光谱和拉曼光谱的甄别以及它们相应跃迁的指认。利用荧光的自吸收现象，成功地甄别了Nd:YAG晶体中拉曼和荧光光谱，并详尽指认了荧光光谱线的相应跃迁归属。

• 基于粒子滤波的红外目标跟踪

  程建 周越 蔡念 杨杰

  2006,25(2):113-117

  摘要： (7754) HTML (402) PDF (271.63 KKB)(16668)

  Abstract:

  粒子滤波（Particle Filter）是一种处理非线性和非高斯动态系统状态估计的有效技术．提出了一种基于粒子滤波的红外目标稳健跟踪新方法．在粒子滤波理论框架下，红外目标的状态后验概率分布用加权随机样本集表示，通过这些随机样本的Bayesian迭代进化实现红外目标的跟踪．系统状态转移模型选择为简单的二阶自回归模型，并自适应地确定系统噪声方差．红外目标的描述利用目标区域的灰度分布，该灰度分布通过核概率密度估计建立．通过计算参考目标的灰度分布和目标样本的灰度分布之间的Bhattacharyya距离，建立系统观测概率模型．实验结果表明该方法是有效的和稳健的．