极紫外探测器在电子工业、空间探索、基础科学等领域有着无法替代的作用。本文综述了不同类型极紫外探测器的优势及研究进展，包括气体探测器、闪烁体、微通道板以及半导体极紫外探测器，重点介绍了具有优异抗辐照能力的宽禁带半导体极紫外探测器及其潜在的应用优势。最后，本文展望了极紫外探测器在耐辐照功率监测、高分辨极紫外成像和高抑制比极紫外微光探测等方面的应用前景，并指出了其面临的主要挑战。

光纤传感技术是近年来新兴的一种传感技术, 在众多领域中得到了广泛的关注和研究。归纳总结了光纤形状传感技术研究的主要进展, 讨论了基于光纤光栅传感和分布式传感的光纤形状传感技术的基本原理, 介绍了形状重构的理论框架——Frenet-Serret公式, 分析了分布式光纤形状传感技术研究中的关键问题, 并在此基础上对分布式光纤形状传感技术的研究前景进行了展望。

A simple and inexpensive sensing structure, single mode fiber (SMF) alignment fusion to 62.5 μm stepped index-multimode fiber (SI-MMF), combined with Brillouin optical time domain reflectometry (BOTDR) system, is used as a distributed sensor in the field of structural safety and health monitoring (SSHM) of large infrastructures in terms of its prominent bending resistance. The bend loss principle and influencing factors of the fiber are analyzed, and the bending resistances of different fibers are discussed on the basis of theoretical and experimental comparisons. The bend-tolerant capacity and temperature sensing characteristics of the 5 km sensing structure are measured by using the self-developed frequency-shifted local heterodyne BOTDR system. The results show that the proposed sensing structure has excellent bend-tolerant capacity with a minimum bend radius and temperature measurement error of 1.25 mm and 0.69 °C, respectively, which indicates that the proposed sensing structure has huge potential in the field of SSHM of large infrastructures.

To solve the problems of small signal intensity and low signal-to-noise ratio (SNR) in single-ended Brillouin optical time domain analysis (BOTDA) system based on Fresnel reflection, we propose and experimentally demonstrate a pulse coding single-ended BOTDA system, which can improve the SNR and temperature measurement accuracy. A single-ended BOTDA temperature sensing system using single pulse and pulse coding is designed, and the Brillouin time domain signal and Brillouin frequency shift under different pulse coding bits are measured. The experimental results show that the fluctuations of Brillouin power and Brillouin frequency shift are gradually decreased with the increase of pulse coding bits, and the SNR under 32 bit Golay coding offers a 6.18 dB improvement with respect to traditional single pulse system. And the temperature measurement accuracy under 32 bit coding over a 9.35-km-long sensing fiber can be accurately measured as 1.59 °C, while providing a 1.73 °C enhancement when compared to single pulse system.

为实现苹果产地的判别分析，以阿克苏、静宁、灵宝和烟台的红富士苹果为研究对象，在800~1700 nm范围内采集苹果的高光谱数据，分别采用一阶导数（1-Der）、二阶导数（2-Der）、标准正态变换（SNV）、多元散射校正（MSC）、小波变换（WT）、平滑变换（SG）、傅里叶变换（FT）对原始光谱数据进行预处理，建立线性模型偏最小二乘法判别分析（PLSDA）和非线性模型极限学习机（ELM）和支持向量机（SVM）两种。结果显示，采用MSC预处理方法的效果最佳，非线性模型优于线性模型。对MSC预处理之后的光谱数据，分别采用主成分分析（PCA）、连续投影算法（SPA）、竞争性自适应重加权算法（CARS）提取特征波长，再基于特征波长建立苹果产地的ELM和SVM判别分析模型。结果表明，CARS方法提取特征波长的效果最佳，两种机器学习算法的测试集的正确率分别为98.75%和100%，这可为苹果产地的判别分析提供理论参考和实验依据。

SiGeSn三元合金由于具有较二元合金更大的晶格和能带性质调控范围, 是当前用于制作硅基激光器的热点材料。为全面且精确地研究其晶格结构、电子结构和光学性质, 本文采用基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理方法, 并结合准随机近似和杂化泛函带隙修正, 首先研究SiGeSn晶格常数及其弯曲系数的变化规律, 并给出了解决GeSn二元晶格失配和压应变问题的方案。其次比较研究了SiGeSn与GeSn合金的能带结构, 并通过态密度计算分析了Si的引入对合金带隙变化的物理机制。最后比较研究了SiGeSn与GeSn合金的介电函数谱、吸收系数、消光系数、反射率、折射率和发射率等光学性质。结果表明, SiGeSn晶格常数弯曲系数的变化与合金电负性差值的变化规律一致, Si-p电子态是SiGeSn合金带隙变化的最主要贡献。相比于同Sn浓度的GeSn合金, SiGeSn能保持直接带隙特征, 且其带隙值和光吸收波长呈现更宽的变化范围。因此在拓宽硅基高效光源和光电探测器应用波段方面, SiGeSn相较于GeSn合金具有更大的应用潜力和优势。

光纤布里渊传感中, 本征存在的由温度和应变交叉引起的判断模糊问题, 一直是光纤分布式传感领域的研究热点。针对这一问题, 总结了四类解决方法: 铺设参考光纤、双参量矩阵方程测量、双物理效应结合及特种光纤判别。对每一类解决方法的原理、系统、传感性能及特点进行了分析, 并对各种方法进行了讨论、对比与评价。最后总结并展望了解决交叉敏感问题的研究方向。

相干光时域反射仪(COTDR)测量曲线的振幅变化受相干瑞利噪声影响较大, 严重时导致系统发生误报并降低系统性能。主要探索了系统中相干瑞利噪声的产生机理及其影响因素, 给出了各个因素与瑞利散射系数之间的定量关系, 并仿真分析了光纤折射率、系统空间分辨率和光源频率的变化对干涉衰落波形的具体影响; 从改变光源频率的角度总结分析了近年来降低COTDR系统中干涉衰落的主要方法及其局限性, 并对COTDR系统在长距离光通信链路和地铁隧道监测等方面的应用进行了介绍。