摘要:介绍了一种由矩形微带贴片天线和功率放大器一体化集成设计的发射类型单片太赫兹集成电路.该电路采用 GaN HEMT 工艺制备, 实现了高功率密度和高效集成.片上天线被设计为功率放大器输出端接的功率辐射器和频率相关的输出负载调谐器.采用负载牵引技术实现了放大器与天线之间良好的阻抗匹配.在 100~110 GHz的频带范围内, 功率放大器的平均输出功率为 25.2 dBm, 平均功率附加效率（PAE） 为5.83%.单片太赫兹集成电路具有良好的辐射特性, 芯片的10 dB带宽为 1.5 GHz, 在109 GHz估算的等效各向同性辐射功率 （EIRP） 为 25.5 dBm.

摘要:基于几何光学理论和矢量衍射理论，设计了263 GHz DNP-NMR谱仪的改进反射镜系统，并进行了数值模拟.该系统包括两个波纹波导、一个抛物面镜和一个角度可调的相位校正镜.仿真结果表明，获得了聚焦良好的类高斯输出光束，其标量高斯模含量为99.90%，矢量高斯模含量为99.55%.只有通过调整相位校正镜的角度来匹配DNP-NMR样品，才能改变输出光束的方向.当输出光束方向在±15^o变化时，标量高斯模含量约为99.57%，矢量高斯模含量约为98.97%.

摘要:针对冰云探测设备的预研，详细介绍了一款基于肖特基二极管的低变频损耗670 GHz四次谐波混频器.为了提升混频效率，采用两级紧凑微带共振单元（CMRC）本振低通滤波器来抑制射频信号、本振三次谐波及二次谐波混频产物.由于本振频率仅为射频频率的四分之一，大大降低了本振链路的复杂度和成本.测试结果表明，在640~700 GHz频带内单边带变频损耗为16.7~22.1 dB，在665 GHz最优单边带变频损耗为16.8 dB.

摘要:提出了一种基于平面光波导工艺的带有可调定向耦合器的非对称MZI结构.模拟结果显示，当定向耦合器的两个耦合臂的折射率独立改变时，定向耦合器的调制效果较好；当调制电极与耦合区的波导间距为0时，两个耦合臂的温度差达到最大.测试得到，AMZI的插入损耗为2.05 dB，延迟时间为151.4 ps，脉冲对的功率比近似为1.该器件有助于提高集成QKD器件的性能.

摘要:星间激光通信具有传输速率高、传输距离远、抗干扰能力强的优点，已成为卫星组网的重要趋势.星间激光网络存在高移动、点对点、波束窄等特点，已有的自由空间网络（FSO）拓扑控制策略应用于星间激光通信，存在计算复杂度高、网络延迟大的不足，无法满足星间激光组网需求.文中提出了一种基于代数连通度的星间激光组网动态拓扑控制方案，通过分布式构建卫星网络连通图与网络增强方法，实现网络动态重构，并通过基于矩阵摄动理论的相关方法，降低了网络动态重构计算复杂度.该方案具有分布式、自组织、近实时的优点，可满足空间激光通信网络的动态拓扑控制需求，提高卫星快速响应能力.

摘要:介绍了一种可以在一些特殊的频率选择表面上激发额外的反对称模式的紧凑阵列设计. 基于这种设计，本文提出了一种角度无关的宽带太赫兹（THz）带阻滤波器. 紧凑十字架阵列由两层十字架金属阵列组成，其中第二层金属十字架的中心与第一层四个金属十字架单元的中心对齐. 数值结果显示紧凑阵列可以激发出一种额外的谐振模式. 与传统的周期设计相比，基于紧凑阵列的滤波器在带宽、通带平坦度和阻带衰减均有很大的性能提升. 提出的滤波器具有良好的滤波能力，其在1.2 THz的中心频率处具有0.75 THz的10 dB带宽且在0°~60°的范围内对角度不敏感. 此外，紧凑阵列可以被拓展运用到多种不同的结构，如耶路撒冷十字架结构，I型以及II型等结构.

摘要:为了实现具有多频或宽频特性的太赫兹超材料滤波器，通常将相同或不同的谐振结构在同一平面内进行组合或者进行多层堆叠.通过将尺寸相同的C-型谐振单元分别置于中间介质层的两端，实现了基于金属-介质-金属结构的太赫兹超材料宽阻带滤波器，该滤波器具有较宽的阻带和较好的频率选择性.基于对该太赫兹超材料宽阻带滤波器C-型谐振结构表面的电场和电流分布的仿真分析，深入探讨了入射太赫兹波的传输机理，揭示了滤波器的滤波机制.基于对金属-介质-金属结构和金属-介质结构的超材料滤波器的滤波特性的仿真研究，揭示了宽阻带的形成机理.最后，采用PDMS薄膜制备工艺和金属磁控溅射方法对该超材料滤波器的样品进行了加工制备，并采用传输型的太赫兹时域光谱系统对其滤波特性进行了实际测试，验证了该超材料滤波器的结构设计、仿真和制备的正确性，为今后宽频带超材料滤波器的设计、制备和特性研究提供了参考.

摘要:在传统的光电成像系统设计中，光学子系统和电子学子系统是分开设计的.这导致两个子系统的参数化之间协调程度降低，导致子系统兼容性不完善.为了提高各子系统之间的兼容性，缩短设计时间，减少开发成本，本文提出了一种协同设计方法.在端到端光电性能评价的基础上，采用多目标多参数优化算法对光电成像系统的配置参数进行优化.利用该方法对空间红外成像系统配置参数进行了优化，且获得良好在轨成像效果.结果表明，该方法对优化光电成像系统的参数配置，评价光电成像系统的性能具有积极的作用.

摘要:亚波长尺寸介质光栅作为一种特殊的周期性结构已经在滤波器、反射器、耦合器和传感器等方面取得了重要的进展，其中非均匀光栅具有极大的设计自由度，使其可以在太赫兹波段具有宽频带、高反射的特点，而且不同的光栅常数和填充因子会引起光栅光谱的频移，从而实现选频反射.文章设计并加工了一种非均匀硅基光栅，并利用反射式太赫兹时域光谱系统测试其反射特性并对其选频特征进行有限元分析.结果表明该非均匀硅基光栅太赫兹选频反射器不但具有频带宽、反射率高等优点，还具有结构简单、体积小、易于加工制作和工艺容差大等特征.

摘要:介绍了一种应用于气体频谱分析传感器的低功耗245 GHz次谐波接收机，该接收机具有低功耗、高线性度和高集成度的特点.该接收机由四级共基极低噪声放大器、二次次谐波无源反接并联二极管对（APDP）混频器、120 GHz推推型压控振荡器-分频器链路、120 GHz功率放大器和中频放大器构成，采用了特征频率为300 GHz、最大振荡频率为500 GHz的锗硅BiCMOS工艺实现.该接收机芯片实现了10.6 dB的转换增益和13 GHz的带宽，噪声系数为20 dB, 输入1dB压缩点仿真结果为-9 dBm，接收机如果不包括120 GHz压控振荡器-功率放大器链路功耗为99.6 mW，接收机包括120 GHz压控振荡器-功率放大器链路功耗为312 mW.

摘要:针对高工作温度红外探测器的迫切需求，设计并利用分子束外延技术制备了高晶格质量的2级带间级联中波红外探测材料，带间级联单元器件在最高323 K下可以测试到清晰的响应光谱，140 K下暗电流密度达到4×10^-5 A/cm^-2.并在此基础上利用干法刻蚀技术实现了320×256规模的台面型带间级联红外焦平面原型器件.焦平面测试结果表明其在80~120 K范围内量子效率达到30%，127 K下噪声等效温差为55.1 mK，盲元率为2.3%.采用该焦平面器件在127 K下获得了较为清晰的演示性室温目标红外热成像.

摘要:研究了全固态源分子束外延（MBE）生长InGaAs/InP异质结界面扩散对 InGaAs外延薄膜电学和光学性质的影响.通过X射线衍射、变温霍尔测试和变温光致发光等方法对InGaAs薄膜样品进行细致研究.发现在InGaAs/InP界面之间插入一层利用As₄生长的InGaAs过渡层，能够显著改善上层InGaAs（利用As₂生长）外延薄膜的电学性能，其低温迁移率显著提高.同时荧光峰反常蓝移动消失，光学性质有所改善.研究表明利用As₄ 生长InGaAs过渡层，可显著降低As在InP中反常扩散，获得陡峭的InGaAs/InP界面，从而提高InGaAs 材料电学和光学性能.

摘要:为了满足微弱背向拉曼光谱信号的高分辨率、宽波段探测，设计并搭建了一台光栅拼接型的宽波段高分辨率空间外差拉曼光谱仪MGSHRS实验平台，对仪器的视场展宽，进行了光谱定标，完成了对拉曼样品的宽波段背向散射拉曼探测.该系统的实际光谱分辨率为3.37 cm^-1，总的光谱探测范围为5 841 cm^-1，实验结果证实该技术对于高通量、宽波段、高分辨的拉曼光谱测量展现出极好的应用潜能.

摘要:利用LBLRTM逐线积分模式开展不同大气状况条件下各大气参数在FY-4A/GIIRS红外通道的光谱敏感性分析，在此基础上，以信息熵和自由度为判据，对FY-4A/GIIRS高光谱探测资料所包含的温度、水汽、臭氧等大气参数信息容量进行定量化描述，从而评估FY-4A/GIIRS对大气参数的可反演能力.研究结果表明：（1） FY-4A/GIIRS长波波段对温度和水汽的敏感度与大气状况相关，而对臭氧的敏感度在不同大气状况条件下差异不大；（2）初步揭示了FY-4A/GIIRS具备大气温湿和臭氧廓线反演的应用潜力，在相同大气条件下，FY-4A/GIIRS红外光谱所包含的温度信息容量最大，水汽其次；（3）在热带大气条件下，FY-4A/GIIRS所包含的温度和水汽信息容量最丰富.

摘要:对第三次青藏高原大气科学试验的Ka波段毫米波云雷达功率谱和雨滴谱仪资料提出了数据处理和质量控制方法，并计算了常用物理量和国内运用很少的物理量（谱偏度、谱峰度、粒子平均下落末速度、大气垂直速度）.应用这些物理量对2015年7月16日青藏高原（那曲）一次对流云-降水的垂直结构和微观物理过程进行了研究分析.结果表明：（1）青藏高原地区的降霰对流云在16:00-17:00发展到最强，具有和低海拔地区冰雹云相类似的结构；（2）同一对流云中，地面降霰前后，谱偏度由“正-负-正-负”结构变为负偏度为主，谱峰度由负值转为零值附近，云内粒子更趋于球形；（3）对流云中，强上升气流（≥6 m/s）贯穿-17~-7 ℃的过冷水层，冰晶与过冷水撞冻和淞附增长形成较大的霰，反之，上升气流较弱（≤4 m/s），淞附增长较弱，霰粒子较小；（4）对流云中，冰晶和霰的融化出现在环境0℃层上方的300 m区域内.

摘要:亚波长人工超构材料可以实现特定波长的近完美吸收，在红外光电器件应用中能够克服传统红外材料吸收效率低、厚度较大、工作波长受限于带隙等缺陷.本文利用金属/介质/金属结构构造了一种可大面积制备的亚波长结构，可以实现1-10 μm波段内的双波段红外超吸收.通过时域有限差分法模拟和实验分析，我们认为该吸收器高频的吸收峰，主要来源F-P共振干涉增强吸收；而低频红外波段的吸收峰，主要得益于电偶极共振和磁共振模式的激发.利用退火工艺调节上层金颗粒的大小，可以有效地调节两个吸收峰的位置.

摘要:红外热探测器的热学参数包括热容、热导、热响应时间，反应了结构信息和器件性能。精确有效地获得这些参数，对探测器的结构优化与性能评估具有指导意义。二极管型红外热探测器是红外热探测器的主要类型之一。基于二极管型红外热探测器的自热效应，提出了一种热学参数的电学等效测试方法，具有测量精度高且实现简单的特点。并对自制的一款二极管型红外焦平面阵列像元进行了测试，测试结果与理论分析相符，验证了方法的可行性。

摘要:针对凝视型红外成像告警设备中对场景目标进行大视场广域搜索与小视场精确识别一体化的应用需求，设计了一种基于共心球透镜的大视场高分辨率红外变焦成像系统.该系统采用由多层共心球透镜和可连续变焦的独立次级小相机阵列级联而成的二次成像结构，能够有效实现大视场高分辨率无畸变成像.此外，采用全动变焦设计的独立次级小相机阵列在对搜索到的目标进行探测、识别和跟踪的一体化检测的同时保持像面稳定，实现对成像场景的分区域管理.设计结果表明，该红外成像系统在全变焦范围内的调制传递函数（MTF）曲线均接近衍射极限，且变焦曲线平滑，避免了变焦过程中卡滞、冲击等不利现象的产生，能有效实现大视场监测及小视场识别的功能.

摘要:在红外超分辨率成像应用中，提高主观视觉效果有着很现实的需求.当前基于深度学习的图像超分辨率重建方法大多以客观评价指标为损失函数进行训练和优化，主观评价方法因量化困难而难以应用，为此本文着重研究了主观评价和各种可量化的客观评价指标的相关性，发现相位一致性特征与主观评价结果关联度高.据此设计了基于主客观联合评价的损失函数，应用于红外图像超分辨率重建算法，实验表明，在保持客观质量评价的同时，更好地提高了图像的主观视觉效果.

摘要:对于表面光滑、低纹理的目标，传统基于多视几何重建的算法难以获得理想的结果，利用偏振信息来重建这类物体是便捷有效的方法之一.然而单纯利用偏振信息进行三维重建存在歧义性等问题，难以获得理想的结果.以粗糙深度图作为先验信息可解决歧义性问题.先对偏振相机与深度相机标定并配准图像，由粗糙深度图获得的法向量辅助纠正偏振方位角歧义，再利用纠正的法向量与粗糙深度图积分融合，从而获得较高精度的物体三维表面.