摘要:基于等离子体共振机理，提出了一种包含金属/石墨烯/ Al₂O₃/石墨烯堆栈结构的等离子体脊型波导.基于光电效应的微观机理分析，通过设计波导结构和等离子体结构，优化调制器的性能.结果显示，电光调制器的插入损耗很低，工作在近红外波段，调制速率为730 GHz，能量损耗为0.7 fJ/bit，3-dB带宽为3.66 THz.

摘要:理论优化并成功制备了一种以W-SiO₂双金属陶瓷作为吸收层的太阳能选择性吸收薄膜，同时提高了薄膜在太阳辐射波段的吸收并降低了在红外波段的热辐射。研究了包括金属反射层材料、吸收层金属体积分数等因素对薄膜整体吸收效率的影响。基于对Si和K9玻璃基底上生长的不同金属体积分数的W-SiO₂陶瓷薄膜光学常数的研究，利用磁控溅射方法制备出如下膜系：W （~150 nm） / W-SiO₂ （94 nm， 0.67HVF） / W-SiO₂ （34 nm， 0.27LVF） / SiO₂ （47 nm）。膜系实际测量结果与仿真结果完全吻合，在250～1 500 nm宽光谱波段实现了高达95.3%的吸收率，并且在600 K温度下达到0.124的低热辐射率。该四层膜系结构简单，易于制备，有很强的实际应用前景。

摘要:对高温热退火前后分子束外延（MBE）生长的多层P-on-N结构HgCdTe外延材料的界面变化进行研究。研究发现，高温热退火将引起HgCdTe外延材料界面层的改变，从而破坏原生结构。这种改变可以一定程度上通过工艺条件进行控制。同时，对热退火前后P-on-N结构变化进行了二维数值模拟，研究了不同变化对其能带结构和光电流的影响。

摘要:讨论了液相外延生长过程中外延层厚度与生长条件的关系。在生长速率决定于溶质扩散的前提下，推导出了外延层厚度的卷积表达式。利用这一表达式，可以得出不同液相外延工艺中外延层厚度与生长时间、冷却速率的关系。并且，外延层厚度的卷积算法可以应用于更为复杂的生长条件 ，例如：非均匀的降温速率、非线性的液相线形状以及有限的生长溶液等。

摘要:多组分异质结构纳米复合材料不仅可以继承每个组分原有的性能，而且还可以通过组分之间的相互作用诱导出新的化学、电子性能。通过逐步合成法制备的异质结构的金属有机框架/NaGdF₄：Yb，Er（ZIF-67/NaGdF₄：Yb，Er）复合材料避免了上转换（UC）纳米粒子的团聚和淬灭，并显示了更好的稳定性。 在异质结构纳米复合材料中，ZIF-67被用作980 nm激发下的能量传输平台。与NaGdF₄：Yb，Er纳米棒相比，由于各组分间的协同作用，异质结构ZIF-67/NaGdF₄：Yb，Er的UC光致发光从绿色调为红色。

摘要:用分子束外延系统（MBE）生长高质量GaSb基AlInAsSb四元数字合金制作雪崩光电二极管（APD）。为了克服随机体材料生长方式发生的偏析现象，采用迁移增强的数字合金生长方式，其快门顺序为AlSb，AlAs，AlSb，Sb，In，InAs，In，Sb。其高分辨率X射线衍射（HRXRD）曲线显示出尖锐的卫星峰，并显示出几乎完美的晶格匹配，其原子力显微镜（AFM）图像上也可以观察到光滑的表面形貌。使用优化的数字合金生长方式，制备了分离吸收、渐变、电荷和倍增（SAGCM）型的AlInAsSb数字合金APD。在室温下，器件在95%击穿时，暗电流密度为0.95 mA/cm²，击穿前最大稳定增益高达~100，其器件的高性能显示出光电领域进一步发展的潜力。

摘要:基于硅微机械加工工艺，设计并制作一款W波段4路硅基波导功分/合成器。通过在8英寸的硅晶圆上采用干法刻蚀和晶圆级键合等工艺途径实现了硅基波导结构。根据硅微机械加工工艺的特点，设计了一种基于H面T型结和3dB耦合桥结构的波导功分/合成器。该功分/合成器表现出了的损耗为0.25 dB。最后，采用该硅基功分/合成器对4只2W的GaN功率单片进行了功率合成，研制了W波段硅基合成功率放大器。测试结果表明，在92～96 GHz的频率范围内，输入功率30 dBm的条件下，输出功率在7.03 W至8.05 W之间，典型电源附加效率15%，平均合成效率为88%。

摘要:提出了一种简单、科学、有效的高截止频率肖特基势垒二极管设计方法。通过SMIC 180 nm工艺制备的肖特基二极管的截止频率为800 GHz，分析测试结果和仿真数据优化后的肖特基势垒二极管截止频率可以达到1 THz左右。完成了包括天线、匹配电路和肖特基势垒二极管的集成探测器，在220 GHz下其测试响应率可达130 V/W，等效噪声功率估计为400 pw/。完成了陶瓷瓶内不可见液面的成像实验并取得了良好的效果。

摘要:回旋管在毫米波与太赫兹频段能够输出高峰值功率和高平均功率，具有重要的应用需求。本文基于回旋管束波互作用理论设计了一只140 GHz回旋管以用于磁约束聚变中电子回旋加热相关元件的测试和老炼，目标是实现最大输出功率不小于50 kW，具备脉冲工作及连续运行能力，且具有一定的频率和功率调节范围以适应测试的需求。根据设计结果开展了该回旋管的研制与测试，在阴极电压-37.2 kV，控制极电压-12.19 kV，阳极电压+11 kV，束流3.4 A，工作磁场约5.3T下获得最大脉冲输出功率56 kW，功率可通过工作电流和磁场进行调节，同样的调节手段还可以使频率获得约80 MHz的调节范围。重点对起振电流、功率曲线和频率曲线等进行了理论计算结果和实验结果的对比，二者获得了良好的一致。由于初步实验中观察到了大于50千瓦连续波功率输出时窗片的过温现象，因此降低功率在20.3 kW开展了连续运行实验，结果表明在该功率下回旋管连续运行状态稳定，可以用于后续聚变元件测试和老炼工作的开展。

摘要:提出了一种基于CUT杂波特性直接估计的机载雷达训练样本选择算法。该方法直接利用CUT的子孔径协方差矩阵对杂波进行表征，由于估计过程不依赖训练样本，可不受样本中干扰目标影响。考虑到目标距离环中可能存在目标信号，所提算法采用CUT子孔径协方差矩阵的Capon谱对目标可能存在的区域以外进行积分重构，从而剔除协方差矩阵中的目标成分。相比于传统广义内积算法利用单拍数据计算检验统计量，基于CUT杂波特性直接估计算法以样本的子孔径协方差矩阵表征其特性，可使计算结果更加稳定。通过仿真实验表明，所提算法在筛选训练样本时更加准确。

摘要:建立了基于集成黑体法的材料高温红外光谱发射率测量理论模型，重点讨论了不等温集成黑体空腔有效发射率、观测因子、样品材料外推温降因素的影响。基于集成黑体法搭建了以傅里叶红外光谱仪为红外辐射探测系统的高温红外光谱发射率测量装置。基于蒙特卡罗光线追迹法数值开展了集成黑体有效发射率数值模拟，并进行了实验验证。讨论了辐射源尺寸效应、光谱响应度线性度等非理想因素对集成黑体法高温光谱发射率测量的影响。开展了石墨材料在1 000℃、1 300℃、1 500℃的红外光谱发射率实验研究，并与已公开发表的测量结果进行了比对。本文结果与文献数据优于5%的良好一致性，验证了集成黑体方法在高温发射率测量中的可行性。

摘要:红外甚高光谱分辨率探测仪（AIUS）是高分五号（GF-5）卫星的主要载荷之一，它通过太阳掩星观测实现多种大气痕量气体垂直分布信息的获取，准确的光谱定标是其数据定量反演的关键和基础。针对AIUS超高的光谱分辨率、无配套星上光谱定标设备的问题，提出基于大气吸收特征谱线的多谱线线性拟合算法，通过多普勒频移修正、多谱线筛选、准确谱峰位置确定等关键技术提高其在轨光谱定标精度，并在GF-5卫星成功发射后，围绕AIUS开展了一系列的光谱定标和精度分析工作。结果表明：该方法可实现AIUS的高精度光谱定标，MCT和InSb通道的平均谱峰绝对偏差分别为0.004 37cm^-1和0.003 89cm^-1，均小于痕量气体反演应用要求的0.008 cm^-1。

摘要:通过建立植被的单光子探测模型，分析和计算了星载光子计数激光测高植被探测中，因单光子探测原理引起的植被冠层高度误差。实验表明，北方针叶林的星载光子计数测高中单次激光脉冲首次探测到的信号光子的平均高程低于LIDAR数据提供的DSM约2.435 m。仿真结果表明，提高发射脉冲能量，减小激光脉冲发散角有助于减小误差，而拥有更高郁闭度和叶面积指数的森林，其本身的探测误差也会相应减小。

摘要:针对我国发展地球静止轨道（GEO）毫米波大气探测技术的迫切需求与实践空白，采用我国候选的GEO实孔径辐射计载荷方案，开展了从50~425 GHz频段观测亮温模拟正演到大气温湿廓线反演的全链路GEO被动毫米波大气探测仿真实验研究，对台风场景下GEO观测亮温精度和探测大气温湿廓线精度及其影响因素进行了定量分析与评估。结果表明，辐射计载荷的两个关键要素——天线波束宽度和噪声——对不同频率通道亮温精度的影响程度有较大差异；在当前的GEO辐射计载荷指标下，静止轨道毫米波大气温湿廓线探测精度与极轨相当；GEO新增的380 GHz和425 GHz太赫兹探测频段以及BG亮温重建算法都能够有效提升大气温湿廓线的探测精度。以上研究可为我国静止轨道毫米波大气探测载荷设计与应用提供理论依据和科学指导。

摘要:为了减小宽带激光调频连续波测量中的色散失配效应，提出了一种外腔可调谐激光器正、反向调谐消除色散失配的方法。当外腔可调谐激光器与光纤光路结合时，系统将产生色散失配效应，表现为目标信号的谱峰展宽和峰值偏移，测距值随调谐带宽增加而变化，导致测量不稳定。为了解决这一问题，研究了外腔可调谐激光器正、反向调谐时的系统色散失配特性，结果表明，在正反向扫频时色散趋势具有对称分布的特点，建立了正反向扫频系统色散失配模型，在此基础上提出通过外腔激光器正、反向调谐实现色散对消。该方法不需要预先标定系统的色散系数，也不需要循环迭代补偿，单次测量即可完成系统色散补偿，从而为提高色散补偿效率提供了一种思路。

摘要:近年来偏振三维成像技术因具有精度高、作用距离远和受杂散光影响小等特点得以蓬勃发展，但利用目标反射光偏振特性进行法向量精确求解的问题一直没有真正得到解决，成为制约该技术发展的瓶颈。此外，由于目标表面镜面反射光与漫反射光间的相互干扰，造成高精度偏振三维成像实现困难。该综述介绍了偏振三维成像物理机理、目标表面出射光偏振特性，以及偏振三维成像研究进展。最后总结了目前偏振三维成像面临的问题和未来的发展方向。

摘要:基于本征函数法对G波段交错栅慢波结构的高频特性建立了理论模型，考虑空间谐波级数项收敛后，计算得到了色散曲线和耦合阻抗以及损耗参量并采用仿真软件对计算结果进行了验证。对比发现理论模型计算的高频特性与仿真结果吻合较好，色散误差小于0.1%，耦合阻抗误差小于10%，损耗误差小于10%，可信度较高。研究结果表明，该模型对于拥有任意交错距离和上下栅高度的双栅结构具有普适性，在两种极限情况下可分别化为对齐双排矩形栅和矩形波导栅慢波结构。交错栅高频损耗主要发生在注通道区域，槽区底部损耗最小。

摘要:从条纹噪声的结构属性进行分析，通过分离出条纹成分来实现去条纹的目的。在优化模型中，基于L1范数的正则化表示条纹的全局稀疏特性；基于差分的约束条件用于描述条纹方向上的平滑度和条纹垂直方向上的不连续性。为了更好地保护图像的细节信息，在条纹垂直方向的约束上引入了边缘权重因子，最后通过交替方向乘子法（ADMM）对所提模型进行求解和优化。用多通道扫描辐射计（AGRI）获取的在轨数据对算法进行了验证并与典型方法进行了比较，结果表明，消除条纹噪声的同时更好地保留了细节信息，并且呈现出较好的定性和定量结果。