摘要:为了提高长波红外量子阱探测器的光耦合效率和信噪比，以8.7 μm为中心波长，设计和制备了量子阱亚波长微柱阵列结构。与已经报道的金属或介质微腔结构不同，本文的微柱结构有源区包含50周期的量子阱/垒层，结合低至0.18的占空比，可望在增强吸收的同时显著抑制暗电流。红外光谱测量验证了制备的微柱阵列在8~9 μm波段8%以内的低反射率特征，从而为高工作温度、高信噪比的长波红外探测提供了新方案。

摘要:现有1.0eV/0.75 eV InGaAsP/InGaAs双结太阳电池的开路电压小于各子电池的开路电压之和，鲜有研究探索开路电压损耗的来源以及如何抑制。通过研究发现，InGaAs底电池背场/基区界面处的少数载流子输运的主要机制是热离子发射，而不是缺陷诱导复合。SIMS测试表明，采用InP或InAlAs背场均不能有效抑制Zn掺杂剂的扩散。此外，由于生长过程中持续的高温热处理.，III-V族主元素在界面处发生了热扩散。为了抑制上述现象，提出了一种新型InP/InAlAs超晶格背场，并应用到InGaAs底电池中。制备得到的双结太阳电池在维持短路电流密度不变的情况下，开路电压提升到997.5 mV，与传统采用InP背场的双结太阳电池相比，开路电压损耗降低了30 mV。该研究成果对提升四结太阳电池的整体开路电压有重要意义。

摘要:研究了基于肖特基二极管的单路和功率合成式110 GHz大功率平衡式二倍频器。单路倍频器电路具有33%的峰值测试效率，且其工作带宽超过13.6%。另外，采用了不同的双路合成结构来实现两种不同的合成式110 GHz倍频器。该功率合成式倍频器在两只127 μm 厚的 ALN 基片上焊接了四个分立的肖特基二极管。在800 mW的驱动功率下，两种合成式倍频器都测得了大于200 mW的输出功率，证明了利用该合成式倍频结构可实现更高输出功率。

摘要:研究了卷曲量子阱红外探测器的应力状态变化及对光电性能的影响，发现拉应力使导带能级上移，压应力则使其下移，且双量子阱结构的卷曲薄膜的能带移动取决于两个量子阱的合应力变化；卷管薄膜可以有效将应力变化转变为应变，从而减小环境温度变化对能带移动的影响，提高红外器件温度稳定性；褶皱薄膜相比于卷管薄膜的量子阱具有较大的压应力，导致其光响应率较低；相同外加偏压下，卷管器件比褶皱器件的电压响应率提高约2.5倍。

摘要:聚焦于星载固态功率放大器的高频化，文章设计并实现了Q频段20W、V频段10W以及W频段2W的固态功率放大器。基于氮化镓功率单片技术，提升了单元的功率和效率；基于魔T和径向线的高效率、低插损多路功率合成技术，实现了整机高功率输出；铜金刚石和热管的应用和工艺攻关，克服了多热源、高热流的工程瓶颈。Q频段和W频段固放首次在轨应用，以及V频段固放在地面发射机中的应用。考虑到严苛的空间考核条件以及器件为满足在轨长寿命的降额要求，产品均性能优良稳定。文中的Q频段和W频段固放是我国首次开发并在轨搭载验证的星载连续波固态功率放大器，为我国后续极高频段高通量卫星的载荷实现提供了有力技术支撑。

摘要:设计了一款基于微带结构的宽带毫米波分谐波混频器。混频器中引入了短路结构的宽带射频滤波器以及一个高性能本振-中频双工器，这些无源电路能够抑制空闲组合频率，同时为中频、射频以及本振信号提供合适的回路。测试结果表明，本文设计的毫米波分谐波混频器射频工作频率为27~48 GHz，中频工作频率宽至6 GHz. 在整个工作频段内上、下变频损耗均小于12.5 dB。当射频为33 GHz，中频为1 GHz时，上变频、下变频达到最小变频损耗分别为8.2 dB和7.5 dB。

摘要:利用太赫兹时域光谱（THz-TDS）技术研究了氧化铝（Al2O3）在宽带太赫兹波范围（0.2~3.0 THz）内的光谱特性。改变晶体光轴与太赫兹脉冲偏振方向间的夹角（方位角），得到了Al2O3晶体在不同方位角下的太赫兹时域谱，计算了Al2O3晶体o光和e光的折射率和吸收系数，并画出了Al2O3晶体在太赫兹波段的折射率椭圆图。结果表明，Al2O3在太赫兹频段具有较大的双折射率和较低的吸收系数，双折射率高达0.36，吸收系数低于5 cm-1。基于Al2O3晶体的双折射特性实现了对THz脉冲的相位和振幅的调制。Al2O3晶体可以作为THz脉冲的“整形器”，为太赫兹波在超宽带、超高速通信系统的应用提供重要参考。

摘要:为具备尽量宽的波长调谐范围，可调谐Fabry-Perot滤波器（TFPF）作为分光器件应用于高光谱遥感时其腔长必须很小。不同于传统Fabry-Perot干涉仪，当TFPF的腔长与谐振波长相当时，其反射镜上的反射相移不可忽略。基于传输矩阵方法，在宽光谱范围内对介质反射镜的反射相移和TFPF的滤波特性进行了数值计算。结果显示，考虑反射相移后TFPF表现出更高的光谱分辨率，并且波长调谐范围被压缩。研究成果对面向高光谱遥感应用的TFPF的结构设计和波长校准具有指导意义。

摘要:高质量半导体薄膜是制备高性能光电器件的基础，其光电子性质很大程度受衬底所制约，实验检测薄膜下衬底性质，有助于薄膜生长优化。然而，表面薄膜覆盖后的衬底特性检测通常受到严重制约。报道一种傅里叶变换拉曼光谱方法，利用低光子能量红外激发光的深穿透特性，降低薄膜影响，有效获取薄膜下半导体衬底的拉曼散射信息。GaAs上外延CdTe薄膜演示分析表明，相对于常规拉曼光谱方法，CdTe薄膜拉曼散射被抑制而GaAs衬底信号得到显著增强，光谱信噪比超过70，可为半导体薄膜下衬底的实验测试乃至多层半导体纵向结构表征的有效新途径。

摘要:利用全色锐化技术提出了一种新型基于插值的高光谱图像亚像元定位方法。在该方法中，在现有的基于插值的亚像元定位方法处理路径中加入一条新的处理路径。首先，在新的处理路径中利用全色锐化技术对原始粗高光谱图像的空间分辨率进行改进，通过对改进后的图像进行光谱解混得到新型精细丰度图像。其次，将新路径下产生的新型精细丰度图像与现有路径下的精细丰度图像进行融合，得到具有更多空间-光谱信息的更精细丰度图像。最后，根据更细分数图像的预测值，类别分配方法给每个亚像元分配类标签，得到最终的定位结果。实验结果表明，该方法比现有的基于插值的亚像元定位方法产生具有更高的定位精度。

摘要:针对高光谱推扫影像间相机光心不重合，在配准过程中利用传统全局单应性矩阵对齐方式会有误差的问题，提出了一种基于SPHP（Shape-Preserving Half-Projective）并且考虑光谱信息的高光谱推扫图像的拼接方法（H-SPHP）。主要步骤包括：1）基于正解法的视矢量几何校正；2）基于先验知识和PCA的基准波段选择；3）基于SPHP的网格优化对齐方法；4）加权平均融合算法进行融合；5）将拼接参数应用于所有波段，得到拼接后的高光谱数据。对福建三明和江西南昌等区域获取实验影像，通过对研究数据的拼接实验表明，本文算法具有很强的鲁棒性，消除视差和地理坐标精度比SIFT+单应性变换算法都有较大提高，拼接后波段间配准精度在一个像元内，重叠区光谱相似度在90%以上。

摘要:针对被动微波土壤湿度数据空间分辨率较低的问题，分别基于随机森林、多项式拟合及DISPATCH等统计学和物理模型，融合可见光、热红外和地表高程参量对风云三号B星（FY3B）微波土壤湿度数据进行降尺度，使其空间分辨率从25 km提高至1 km。同时，考虑FY3B、与相关输入数据源过境时间不匹配现象，设置升降轨共计四组对照实验，对比分析FY3B降尺度的最优化数据组合。采用2015年4月1日至2016年12月31日的REMEDHUS土壤湿度原位站点及ECA&D气象站点数据验证，结果显示随机森林方法综合降尺度精度最高，模型拟合效果最好。此外，采用FY3B升轨数据降尺度效果更优。

摘要:提出了一种三次成像红外连续变焦面阵扫描光学系统，在传统红外二次成像光学的基础上，增加了连续变焦的望远系统。通过正组元变焦，负组元补偿的方式，可实现连续变焦。在中间平行光路中，引入扫描振镜，可补偿由于扫描平台转动带来的曝光时间内的物面的移动，保持系统在旋转扫描时成像清晰与稳定，没有拖影。设计了60~360mm连续变焦面阵扫描中波光学系统，变焦全过程畸变小于0.5%，通过测试，光学系统各焦距的性能良好，可实用于连续变焦搜索与跟踪一体的红外系统中。

摘要:在对海面舰船进行红外探测时，海雾作为影响大气透过率的重要因素，会降低舰船目标与海面背景的对比度。随着海雾浓度的增大，目标对比度小于探测阈值，基于传统强度信息的红外探测方法无法探测到舰船。针对上述问题，分析了海雾场景的偏振特征，提出基于海面偏振特性的背景辐射抑制方法来增强目标对比度。首先，分析不同条件下海雾的大气透过率与红外热辐射之间的关系。然后，分析海面辐射的偏振特征，建立场景偏振对比度与强度对比度的数学模型。最后，通过仿真分析不同舰船-海面温差、不同探测角度和不同探测高度下阈值透过率（）和偏振/强度对比度提升倍数（）的变化规律。仿真结果表明，随着舰船海面温差和探测角度的减小，逐渐增大，强度始终大于偏振，且强度与偏振的差值逐渐升高。因此，该方法对低大气透过率海雾环境中的舰船探测提供了有益的参考。

摘要:涡旋光通常需借助外部光学元件或结构将高斯光束整形来产生。激光引发的光致折变结构可以将光束整形功能直写到材料内部，具有便于集成和稳定性好等优点，但这种线性衍射通常无法获得高效的倍频涡旋输出。为解决该问题，首先实验研究了铌酸锂中激光直写参量对光致折变结构分辨率和最大深度的影响，并刻写三维全息图将高斯基频光转换为十字形涡旋倍频；之后理论证明了利用基频的布拉格衍射，可在1.074~3.716μm范围产生相位匹配的涡旋倍频输出。

摘要:面向图像分割应用，提出了一种新颖的GPU加速水平集模型，将来自于不同模型的全局及局部拟合能量有机地整合一起，并且可以自适应地调整全局项的加权系数。无论初始轮廓位于图像中的任何位置，模型都可以有效地分割出具有强度非同质性图像中的前景目标。在数值实现环节，采用格子玻尔兹曼方法的策略来打破传统求解方法对于时间步长参数的限制条件。另外，借助NVIDIA GPU来高效地组织格子玻尔兹曼方法的数值解算过程，以充分利用格子玻尔兹曼方法所具有的并行特性。在合成及真实图像数据上的实验结果验证了所提方法的有效性。另外，还对影响分割结果的数个关键因素进行了深入的分析。

摘要:由于点目标可用信息少，点目标检测技术是红外搜索与跟踪系统（IRST）中的挑战性难点。基于人工提取特征的传统目标检测，智能化水平低，对点目标检测的难度大。针对此问题，提出一种新的基于深度时空卷积神经网络的点目标检测方法。该方法采用全卷积架构，输入输出尺度相同，可用于处理任意尺度图像。为了提高实时性，卷积分解技术被引入3D时空卷积处理中，将复杂3D时空卷积分解为低复杂度的2D空域卷积和1D时域卷积。根据点目标特点，多权值损失函数被提出，分别采用样本均衡因子和能量均衡因子降低样本不均衡和误差分布不均衡对点目标检测性能的影响。测试结果表明，该方法能够有效抑制复杂背景杂波，并以较低计算量实现点目标检测。

摘要:多视角三维重建依赖目标表面的纹理特征，在处理低纹理区域时易出现数据空洞现象，融合目标物反射光的偏振信息可以在不同光照环境下对其进行完整重建，通过偏振参数计算物体表面法向量，进而重建目标物深度图。但单独使用偏振信息重建三维表面存在方位角歧义和天顶角偏差等问题，导致重建结果出现变形甚至得不到深度结果。针对存在低纹理区域的物体，使用偏振相机获取30个左右视角下四个偏振角度的影像，利用视差角参数化光束法平差方法优化相机参数与点云坐标，泊松优化方法纠正天顶角偏差，使用多视角立体几何与偏振信息融合的三维重建算法，既可以弥补多视角三维点云局部数据空洞现象，又可以解决偏振三维中方位角歧义和天顶角偏差的问题，最终得到更加精确的三维重建结果。