摘要:采用GaSb体材料和InAs/GaSb超晶格分别作为短波与中波吸收材料，外延生长制备了NIPPIN型短中双色红外探测器。HRXRD及AFM测试表明，InAs/GaSb超晶格零级峰和GaSb峰半峰宽FWHM分别为17.57 arcsec和19.15 arcsec，范围表面均方根粗糙度为1.82。77 K下，SiO₂钝化器件最大阻抗与面积乘积值RA为，暗电流密度为，侧壁电阻率为。经阳极硫化后，器件最大值为，暗电流密度为，侧壁电阻率为。相同偏压下，硫化工艺使器件暗电流降低1-2个数量级，侧壁电阻率提高了1个数量级。对硫化器件进行了光谱响应测试，器件具有依赖偏压极性的低串扰双色探测性能，其短波通道与中波通道的50%截止波长分别为1.55 和4.62 ，在1.44 、2.7 和4 处，响应度分别为0.415 A/W、0.435 A/W和0.337 A/W。

摘要:本文对中波HgCdTe APD进行二维数值模拟，通过与实验结果的对比获得80K下PIN结构的APD器件参数。对不同工作温度下的APD器件暗电流机制进行了研究，发现在高工作温度下，影响暗电流的主要是SRH（小偏压）和雪崩机制（大偏压）。对在高工作温度情况下各层参数的变化引起器件性能的变化进行了研究，对不同层厚度、掺杂浓度对器件性能的影响进行了相应理论计算，并对计算结果进行相应的对比研究，获得了理论上最优化的HgCdTe APD高温器件结构，为后续高工作温度的APD器件的研发提供重要参考。

摘要:基于512×2元InGaAs光谱组件研制一款新型光谱传感物联网节点。针对中心距为25 μm的双列小像元探测器结构，在信号处理电路中对双通道数据进行均值处理，减小了单个光敏元响应异常对系统测试结果带来的影响。实验结果表明，此节点的测试波长范围为976~1700 nm，光谱分辨率达到13.5 nm，波长准确性优于3.2 nm，波长重复性优于0.3 nm，动态范围达到2300：1，吸光度重复性0.0011 AU，光源基线稳定性优于0.0001 A/h。采用多种标称酒精浓度的酒类样本对此光谱传感节点进行测试，验证其功能。

摘要:一维光子准晶已在亚波长、亚衍射聚焦及超分辨成像领域不断展现优越性。为丰富及拓展其聚焦特性的应用，本文提出了一种一维光子准晶平V透镜，并研究了材料厚度对其聚焦特性的影响。研究结果表明，该透镜可在第二能带较宽的波长范围内实现亚波长及亚衍射聚焦。本文研究结果将为一维光子准晶平V透镜的设计及应用提供参考。

摘要:利用分子束外延技术在GaSb衬底上生长了高质量的InAs/InAsSb（无Ga）Ⅱ类超晶格。超晶格的结构由100个周期组成，每个周期分别是3.8 nm厚的InAs层和1.4 nm厚的InAs_0.66Sb_0.34层。在实验过程中出现了一种特殊的尖峰状缺陷。利用高分辨率x射线衍射（HRXRD）、原子力显微镜（AFM）和傅里叶变换红外光谱（FTIR）对外延的超晶格进行了表征和分析。结果表明，优化后的样品几乎为零晶格失配，超晶格0级峰半峰宽为39.3 arcsec，表面均方根粗糙度在10 μm×10 μm范围内达到1.72 ?。红外吸收光谱显示50%的截止波长为4.28 μm，PL谱显示InAs/InAs_0.66Sb_0.34超晶格4.58 μm处有清晰锐利的发光峰。这些结果表明，外延生长的InAs/InAsSb超晶格稳定性和重复性良好，值得进一步的研究。

摘要:利用94/220GHz双频云雷达的探测优势，结合短柱、三瓣子弹花和星状雪花三种非球形冰晶粒子的散射特性，对双频云雷达云微物理参数反演算法进行了研究。通过建立双频比和中值直径的关系，再通过后向迭代的双频反演算法计算出谱参数的最优解，进而反演云微物理参数并分析反演误差。最后，通过数值试验，对考虑系统噪声和随机噪声后的反演误差进行了比较分析，并提出了仪器信噪比的指标需求。结果表明：双频联合可以较好地反演非球形冰晶的云微物理参数，为了保证0.2 g/m³以下冰水含量的反演误差小于30%，仪器的信噪比不能低于11.39dB，为国内开展星载云雷达指标设计和云微物理参数反演研究提供参考。

摘要:提出了一种以Topas环烯烃共聚物为基底，采用级联六边形单元多孔纤芯结构的宽频带高双折射太赫兹光子晶体光纤。采用全矢量有限差分法对其导波特性进行分析，结果表明：在工作频率为3.5 THz处，得到0.096 5（接近10^-1）的超高双折射，10^-12 dB/cm的超低限制损耗，以及小于1 cm^-1的有效材料吸收损耗。此外，所提出的结构在2.25~5 THz的频带内表现出±0.2 ps/THz/cm的近零平坦色散。该光纤所实现的双折射值不仅是迄今已知太赫兹聚合物光纤中最高的，而且其新颖的多孔纤芯结构设计有效降低了太赫兹波的传输损耗。同时，光纤结构均采用圆形空气孔，便于工程制备，该工作对今后太赫兹光子晶体光纤的发展具有一定的参考价值。

摘要:为克服高欧姆损耗对发展毫米波频率的扩展互作用振荡器（EIO）的限制，本文开展了对于阶梯型射频电路的振荡起始特性研究。通过PIC仿真模拟、定量计算和理论分析，本文证明了一个被设计和制作的W波段EIO具有大幅度降低振荡启动电流的可能性。通过对间隙数、腔体尺寸、场分布、工作电压和表面损耗五个方面的优化，在电子注电压为17.5kV时，该EIO的振荡起始电流可降至0.43A。根据冷测实验结果，本文还对输出功率衰减进行了分析和预测。

摘要:报道了用于冰云探测的基于0.5 μm T形阳极砷化镓肖特基二极管薄膜集成电路工艺664 GHz次谐波混频器。为降低器件寄生参数，提升太赫兹频段电路性能，设计并分析了了T形阳极GaAs SBD器件结构，开发了厚度仅5 μm的薄膜电路工艺。混频器芯片组装成664 GHz接收模块，经测试室温下664 GHz最小双边带变频损耗达到 9.9 dB。

摘要:毫米波成像在人体安检领域发挥了重要作用，引起了人们的广泛关注。现有的毫米波近场人体安检成像机制主要分为SISO和MIMO两种。SISO机制可实现快速精确成像，然而随着工作频率的升高，其所需天线数目迅速增长、天线间隔下降，不仅造成了系统成本提升，还使得天线耦合难以被抑制。MIMO机制虽然降低了成像所需的天线数目、增大了天线间隔，但目前无法实现类似SISO机制的快速精确重建。提出了一种可快速精确重建的MIMO近距离成像机制，定量给出了该机制的适用条件。与传统MIMO近距离成像机制不同，该MIMO近距离成像机制通过巧妙地设计MIMO子阵列，使其在近场成像中满足等效相位中心原理。因此它能够直接使用诸如距离迁徙算法（range migration algorithm，RMA）等各种基于SISO机制开发的精确且快速的成像算法去重建图像，兼顾了SISO机制和MIMO机制的优势。E波段的示例表明，在近场毫米波成像中，该MIMO机制与SISO机制具有同等水平的成像质量和成像速度，但相较于SISO机制，该MIMO机制的天线利用率、天线间隔可提升4倍以上。与传统MIMO成像机制相比，该MIMO成像机制不但有更好的成像质量，而且其重建速度大幅提升，在一个成像区域为1 m×1 m×0.2 m，体素尺寸为1.85 mm3的典型成像场景中，比传统MIMO成像机制快近200，000倍。仿真和实验结果验证了该成像机制的有效性。

摘要:提出了一种基于片上集成电容工艺和带阻滤波结构的高功率三倍频器设计方法。在倍频器输入端，首先对倍频器二极管的直流偏置馈电部分进行改进，在梁式引线结构基础上结合二氧化硅（S_iO₂）工艺实现了片上集成电容，同时解决了三倍频器的直流馈电和射频接地问题，实现电路功能集成的同时也提高了模型仿真精度。此外，在二极管的输入端采用带阻滤波器结构替代传统的低通滤波结构，在保证倍频器性能的同时进一步简化倍频器结构复杂度和尺寸。为进行验证，设计并加工测试了两款中心频率分别为110 GHz和220 GHz的双路功率合成三倍频器。实际测试结果表明，在输入功率500 mW条件下，110 GHz三倍频器的输出峰值功率达到了140 mW，峰值效率接近30%，带宽超过15 GHz；在输入功率300 mW条件下，220 GHz三倍频器的输出峰值功率达到了45 mW，峰值效率达到15%，带宽为15 GHz。两款倍频的测试结果均有优秀表现，验证了设计方法的有效性。

摘要:长时间工作或环境变化时，红外焦平面阵列器件易产生非均匀性的问题。典型的星上定标方法是将系统指向深空场景或在入瞳处引入星上面源黑体辐射。覆盖全口径的星上黑体普遍体积较大、设计复杂且成本高昂。为了解决这些难题，我们提出了一种基于可控内定标装置和星空场景的红外遥感系统星上非均匀性校正方法。该方法利用可控内定标源提供不同的靶面基准辐照度，通过计算获得不同辐射定标段的定标参数，覆盖探测器动态范围，实现不遮挡视场情况下的高动态范围非均匀性校正。通过模拟指向深空场景的在轨定标过程，并对模拟图像进行非均匀性校正，用于非均匀性校正的评价图像的非均匀性由初始的15.87%下降到1.2%以下。本方法具有快速、高效、鲁棒性强等优点且具有实时处理的前景。相比于需要引入星上面源黑体的定标方法，本系统的内定标装置结构简单、设计小型化且节省成本。

摘要:稀疏约束下的合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar， SAR）成像技术，通过对稀疏先验建模的稀疏特征进行增强，能有效获取目标特显点的有用信息，但无法对目标的结构特征进行恢复，且对不可避免的非系统误差十分敏感。为此，提出一种依靠交替方向多乘子法（Alternating Direction Method of Multipliers，ADMM）面向结构特征增强的稀疏恢复高分辨SAR成像（Structure-feature Enhancement-ADMM，SE-ADMM）算法。该算法引入全变分（Total Variation，TV）正则项建模结构特征，起到增强结构的作用；引入范数建模稀疏特征，起到压制噪声作用；引入最小熵范数建模聚焦特征，以保证算法对非系统乘性误差的不敏感性。在ADMM多特征优化框架下，利用“局部-全局”的运算机制，首先分别进行三个特征的邻近算子推导，以获得对应特征解析解，再进行目标全局优化保证特征解之间的协调平衡，以实现目标的多特征增强。另外，ADMM多特征优化框架下变量分裂和多正则项的引入，保证了算法的效率和稳健性。实验部分先后选取SAR仿真数据与实测数据来验证算法的有效性，通过相变热力图定量分析所提算法的恢复性能，进而验证了所提SE-ADMM算法的稳健性与优越性。

摘要:对于<2的欠采样成像红外搜索和追踪系统，点目标能量集中在单像素内。由于焦平面阵列像素内灵敏度（IPS：Intra-Pixel Sensitivity）存在空间非均匀性，会降低目标的能量和质心测量精度。传统的光点扫描实验测试和数值仿真方法可有效表征和分析IPS，但系统和模型复杂度高、效率低，且实验测试无法分析IPS空间非均匀性与探测器参数的关系。针对上述问题，提出基于蒙特卡洛方法的HgCdTe红外焦平面阵列IPS仿真模型，分析了IPS空间非均匀性的影响因素。结果表明，减小像素中心距或增大吸收层厚度，IPS的空间非均匀性减小；随波长增大，IPS的空间非均匀性增大。该仿真和分析对高能量集中点目标测量精度的提升具有重要参考意义。

摘要:报道了一种在Si⁺/Ni⁺离子共注入绝缘体上硅（SOI）基片上直接构筑纳米盘阵列光子晶体以实现SOI光致发光有效增强的方法。通过时域有限差分法（FDTD）设计出具有荧光增强效应的光子晶体结构金属膜，利用Langmuir-Blodgett（LB）方法在Si⁺/Ni⁺离子共注入SOI上排列一层聚苯乙烯（PS）小球，接着沉积一层Au薄膜，然后用电感耦合等离子体（ICP）蚀刻技术在SOI晶片顶部形成了纳米盘状的刻蚀Au光子晶体。光致发光（PL）实验表明光子晶体的引入有效增强了缺陷Si薄膜在近红外波段的发光效率。这种工艺简单、成本低且发光增益高的光子晶体在硅基集成光子学上具有重要的应用前景。

摘要:基于压缩感知的光谱成像系统需要合适的算法解码采样数据才能得到最终的光谱成像数据，传统单稀疏域变换算法会带来光谱细节损失等问题。针对该问题，本文提出了利用双稀疏域联合求解的方法（JDSD），将信号分解为低频部分和高频部分，并针对不同频率信号特点分别进行稀疏恢复，进而解码求解以实现高精度恢复信号。在数据验证中，首先利用OMP算法在频域内对光谱信息轮廓进行恢复，利用IRLS算法在空间域内对光谱细节进行补偿，分析了不同稀疏变换对于参数设置的影响，测试了不同算法组合的JDSD对于测试数据的恢复结果。对于500种光谱数据仿真测试表明，双稀疏域联合求解可将光谱恢复保真度大大提升，20%采样率情况下，SAM和GSAM指标由传统方法的0.625和0.515分别提升为0.817和0.659，80%采样率情况下，SAM和GSAM指标由传统方法的0.863和0.808分别提升为0.940和0.897。JDSD算法可以使得光谱吸收峰等细节特征得到高精度保持，对于基于光谱的特征分析、物质识别等应用具有十分重要的意义。

摘要:由于红外与可见光图像特征差异大，并且不存在理想的融合图像监督网络学习源图像与融合图像之间的映射关系，深度学习在图像融合领域的应用受到了限制。针对此问题，提出了一个基于注意力机制和边缘损失函数的生成对抗网络框架，应用于红外与可见光图像融合。通过引入对抗训练和注意力机制的思想，将融合问题视为源图像和融合图像对抗的关系，并结合了通道注意力和空间注意力机制学习特征通道域和空间域的非线性关系，增强了显著性目标特征表达。同时提出了一种边缘损失函数，将源图像与融合图像像素之间的映射关系转化为边缘之间的映射关系。多个数据集的测试结果表明，该方法能有效融合红外目标和可见光纹理信息，锐化图像边缘，显著提高图像清晰度和对比度。