对基于InGaAs材料体系的金属-半导体-金属(metal-semiconductor-metal, MSM)光电探测器进行设计, 并对其暗电流、光电流、电容以及截止频率等性能参数进行仿真。通过添加InAlAs肖特基势垒增强层, 将探测器的暗电流减小到了pA量级。仿真结果表明, 探测器在光照下有明显的光响应, 通过合理设计器件结构, 探测器的工作频率可以达到1.5 THz。制备了探测器样品, 并对其暗电流和光响应进行了测试, 测试结果与仿真结果基本吻合。

在高分辨力光学系统中, 光学元件偏心引起的光学系统初级像差特性已经成为系统设计和装调必须要考虑的因素, 文中拟从分析透镜横向失调量对像差影响的基础上, 提出了一种考虑像差特性影响的光学零件装调校正方法。在考虑光学元件偏心对像差的影响的情况下, 推导了光瞳中心位置和像面中心位置随透镜偏心程度的变化, 建立了光学系统失调校正量和像差增量之间的数学关系, 提出了一种基于像差理论的透射式光学系统横向失调校正方法, 可以弥补现有高斯光学校正方法的不足。以三透镜准直系统为例, 利用ZEMAX软件仿真验证了文中方法的有效性, 实验表明该方法所选择的调整方案在所有调整方案中引起的像差增量最小, 降低了校正过程中对光学系统成像质量的影响。

随着高分辨力光学系统应用领域的不断拓展，光学元件的高精度装配要求和高精度的设计要求一样，已成为光学系统分辨力的决定性因素。现有的高斯光学校正方法仅考虑物像位置关系的调整，已不能满足光学系统的调整要求，光学仪器的调整理论需要同步发展。考虑像差对光学系统失调的影响，提出了一种基于像差理论的(透射式)光学系统失调校正方法：分析了单透镜轴向位移引起的像差变化规律，给出了像差影响系数的定义; 在此基础上，通过反演计算像面位置误差和放大率误差所需的透镜调整量，数学推导出了基于像差约束条件的光学系统失调校正公式。以三透镜准直系统为例进行了仿真实验验证，证明了将像差约束引导到校正方法中，能够同时满足高斯光学特性的要求和像差增量最小的要求。

为了保证望远镜装配完成后的成像质量和其他关键指标，提出基于像差校正的望远镜装调方法。首先利用Zemax建立光学系统模型，模拟光学零件失调状态，分析各零件的每种失调状态对各类像差的影响情况，进而定量计算光学零件对系统像差的敏感矩阵，得出系统失调特性，拟定最佳装调方案。在此理论分析的指导下，进行基于星点检验法的装调实验，装调后仪器各项指标达到要求，分辨率优于技术指标要求7.5″，验证了基于像差校正的光学系统装调方案的可行性。

为解决红外迷彩对传统热成像系统的干扰问题,达到在战场上识别红外伪装目标的目的,进行了长波红外偏振成像与光强图像融合的实验研究。采集了典型战场背景的长波红外偏振图像,利用MATLAB编程对红外偏振图像处理得到了长波红外偏振度图像,进一步对偏振度图像和光强图像进行了融合。实验结果表明,红外偏振度图像比原始红外图像的灰度均值提高了53%,灰度标准差提高了90%,平均梯度提高了2.04倍;融合后的图像比红外偏振度图像的灰度均值提高了15%,灰度标准差提高了4%,平均梯度提高了17%。

研究了储能电容自身损耗对氙灯放电特性的影响，对脉冲氙灯放电回路进行了分析与改进。在实际电容自身损耗不为零的情况下，将电容等效为理想电容与损耗阻抗的串联，给出了计算氙灯放电特性的改进公式，并详细计算和分析了电容自身损耗增大情况下的氙灯放电电流和放电功率变化情况，计算结果表明：损耗增大会导致氙灯放电电流、功率峰值下降，闪光时间缩短，显著影响激光泵浦效率; 电容损耗增大还会导致LC放电回路出现电容反充电现象，影响氙灯正常工作并缩短灯的寿命。实际的储能电容充放电实验证明，电容损耗增大会导致氙灯闪光的波形峰值下降、闪光时间缩短和电极溅射加剧，验证了理论分析的合理性。另外，实验证明环境因素对储能电容自身损耗的增大具有非常显著的影响。

采用双光束—双散射模式对气流的流速进行了测量,得到了多普勒频移信号,并对信号进行了滤波处理,提高了信噪比。滤波后的信号经数字相关处理器进行二值化和自相关运算处理后,得出气流的流动速度,进而得到时间函数曲线和速度分布直方图。将测量结果与某时刻速度的理论计算结果进行比较,测得速度与计算值偏差为0.3%,根据统计结果,测得速度的标准差为5.29%。最后对影响测量精度的因素进行了分析,通过前置滤波放大器降低了系统噪声,实验结果表明该方法对气流速度测量具有较高的精度。

采用532 nm,10 ns的脉冲激光对面阵CCD进行辐照实验,对每一阶段的实验现象和电路层面的破坏机理进行了深入分析,根据实验现象,把脉冲激光对CCD的硬破坏分为3个阶段:第1阶段在低能量密度激光辐照下,被破坏的CCD局部出现无法恢复的白色盲点,但其它部分仍可正常成像;第2阶段CCD探测器受到激光辐照后,在光斑处的时钟线方向出现白色竖直亮线,亮线处无法正常成像且激光辐照撤去后无法恢复;第3阶段受高能量密度激光辐照后,CCD完全失效,无法恢复成像。针对CCD的饱和及恢复阶段,利用Matlab编码对分辨力靶板的成像数据进行处理,分析了激光辐照CCD对饱和像元数和对比度的影响。结果表明:当CCD受到激光辐照时,饱和像元数迅速增多,图像对比度迅速下降为零,激光脉冲消失后,整个CCD成像亮度下降,饱和像元数迅速下降为零,经过一段时间后CCD又恢复至线性工作状态,激光的能量密度越高,CCD恢复所需的时间就越长。研究还发现:当恢复时间超过0.6 s,CCD出现不可恢复的白色条带,严重影响成像质量。