采用65 nm CMOS工艺,基于时间域4倍插值技术,设计了一款6位3.4 GS/s Flash ADC。该插值技术可以将N位Flash ADC的比较器数量从传统的2N-1减少到2N-2。与传统插值技术不同,该技术利用简单的SR锁存器有效地实现了4倍插值因子,而无需额外的时钟和校准硬件开销,在插值阶段只需要校准2N-2个比较器的失调电压。在不同的工艺角、电源电压和温度(PVT)下,SR锁存器中的失调电压不超过±0.5 LSB。该ADC的采样频率达到3.4 GS/s,其在Nyquist输入时的ENOB达到5.4位,在1 V电源下消耗12.6 mW的功耗,其Walden FoM值为89 fJ/(conv·step)。

红外焦平面探测器的光谱一致性是评价材料制备水平的重要参数之一。探测器材料因制备工艺的不同而存在差异。由于光谱仪光斑尺寸的限制、探测器杜瓦结构的局限性以及设备采集光谱的巨大数据量，难以对探测器组件的光谱一致性进行测试分析。为此提出了一种新方法，即选取用传统工艺和优化工艺制备的两种探测器样品，并选取成像图中与工艺相关的多个明暗特征区域，再测试这些区域的光谱曲线并对其进行分析汇总，然后通过比较光谱最大差异来评判探测器光谱一致性的优劣。该方法测得两种探测器特征区域的光谱最大差异分别为1.21μm和0.30μm。测试结果表明，优化工艺后的光谱一致性优于传统工艺。

12.5 μm碲镉汞探测器的输出电平对工作温度非常敏感，因此需要对其温度敏感度进行研究。试验中，通过调节探测器的工作温度来采集其输出电平，并对数据进行分析。结果表明，工作波长和暗电流随温度变化是导致输出电平变化的主要因素；12.5 m碲镉汞探测器的最佳工作温度在60 K附近。该方法操作简单，无需使用复杂的操作设备。大部分红外实验室均可满足此试验要求。

介绍了国内外双色红外探测器的发展现状,并报道了中国电子科技集团公司第十一研究所（以下简称“中电十一所”）自行研制的像元间距为30 m的Si基320×256短/中波双色红外探测器的性能。在77 K测试条件下,短波和中波两个波段的盲元率分别为0.88%和1.47%,平均峰值探测率分别为2.21×1012 cm·Hz1/2·W-1和2.13×1011 cm·Hz1/2·W-1,后截止波长分别为3.129m和 5.285 m,且短波向中波波段的光谱串音为1.38%,中波向短波波段的光谱串音为2.82%。同时,该探测器在双波段具有较好的成像效果,为后续更大面阵、更佳性能的多波段探测器研究提供了基础。

针对雾、霾等恶劣气象条件下, 视频监控等户外视频设备对视频图像实时复原的需要, 提出一种快速图像复原算法的FPGA实现方法, 通过适当降低算法复杂度达到了降低时间开销和硬件实现复杂度的目的。通过将一帧视频分解成3×3小窗口进行运算, 以窗口中心像素的流水计算替代一帧视频像素计算, 使每个像素在3个时钟周期内完成全部运算, 确保了系统能够实时复原, 降低了复原模块对硬件的开销。实验证明: FPGA处理结果和MATLAB处理的结果相符, 可以在保证除雾效果的前提下, 实时处理分辨率为640×480视频并以29帧/s速度流畅显示。

随着红外焦平面成像制导的应用越来越广泛，人们对探测器组件的体积、快速启动能力等方面的要求也越来越高。针对这个问题，基于探测器的芯片、杜瓦结构和快速制冷器的设计，对探测器快速启动的影响因素进行了分析，得出了对提高红外焦平面探测器快速启动具有帮助意义的结论。

选取了在化工、 医药生产中常见的中间体——二甲基苯甲酸作为研究对象, 利用太赫兹时域光谱（THz-TDS）系统研究了室温条件下, 二甲基苯甲酸的六种同分异构体在太赫兹波段的吸收光谱。 实验结果表明, 在0.2～2.2 THz波段范围内, 六种物质的特征频谱响应有非常明显的区别, 而红外光谱仪的测量结果则显示, 在1 450～1 700 cm-1波段范围内不同的异构体表现出相似的吸收特征。 利用密度泛函理论(DFT)对六种物质的吸收频谱进行计算, 并对它们的吸收峰产生的原因进行分析, 可知在1 450～1 700 cm-1范围内六种物质的吸收峰均是由苯环的骨架伸缩振动和羧基上CO的伸缩振动引起的, 而在0.2～2.2 THz波段, 由于六种物质分子中整个苯环与相对位置不同的三个支链之间存在面外相对摆动, 造成了集体振动模式的差异, 从而表现出不同的吸收特征。 通过分析发现, 六种样品在两个频率范围分别表现出的差异和相似的吸收特征, 源于其分子结构间的差异性和相似性, 而利用太赫兹波段吸收特征的差异, 可以实现对二甲基苯甲酸六种同分异构体的鉴别。 上述研究结果表明, 利用太赫兹和红外光谱技术研究同分异构体光谱特性的差异性和相似性是可行的, 也为快速鉴别二甲基苯甲酸异构体种类和检测该化工中间体的纯度提供了一条有效的途径。

针对光纤陀螺输出噪声大、随机漂移难抑制,从而影响机载光电系统低频性能的问题,分析了系统中光纤陀螺输出的实测数据,根据其噪声特性建立了光纤陀螺噪声的AR2 模型。研究了基于卡尔曼滤波的光纤陀螺在机载光电系统中的应用方法。对比传统应用的滑动平均滤波,给出实验结果。结果表明：卡尔曼滤波能有效消除陀螺高频噪声,抑制系统的随机漂移,在一定程度上能够提高系统的低频工作性能。研究结果对机载系统中光纤陀螺的应用有较好的参考价值。

考虑输电塔架结构复杂，需要做承载变形真型实验来检测塔架实际承载能力的问题，本文提出了一种三维全场变形光学测量方法来解决塔架真型试验中存在的大尺寸、大变形、多测点、三维变形、塔架承载形态保持时间短等测量难点。该方法基于工业近景摄影测量技术重建单个状态下塔架测点的三维结构，利用具有身份信息的人工标志点来实现不同状态测量结果的对齐。通过跟踪固定在塔架上的变形点，计算相应部位的位移来获取真型塔架在不同负载下的整体变形。精度评估实验表明，提出的方法测量精度优于0.1 mm/4 m; 真型实验显示，测量结果能够为塔架结构力学性能分析和改进塔架设计提供有价值的参考数据。该方法具有现场工作量小、不干扰测量对象、量程弹性大等优点，能够满足各型塔架三维变形测量对效率和精度的要求。

针对工业制造领域中大型工件很难进行全尺寸测量的问题，提出并实现了一种基于立体视觉技术的便携式工业测量系统。对该系统所采用的特征识别、相机定向、立体匹配、三维重建、多视点云配准等关键算法进行了研究。提出了改进的CANNY边缘亚像素检测算法，使用先验规则去除误识别的标志点，多次拟合定位标志点中心，对标志点环带多次采样取中值求取编码点的ID。根据ID号找出不同照片中的同名编码点，顺次对照片进行相对定向和绝对定向。然后，根据多幅图像的多极线几何约束，实现非编码点的匹配，消除误匹配。采用前方交会法重建标志点的三维坐标，利用光束平差对计算出的结果和内外部参数做迭代修正。最后，设计了双目结构光扫描系统，提出了一种改进的双目像机标定算法，描述了利用全局和局部标志点的子图同构实现多视点云配准的新算法。实验结果表明，该系统可在生产现场对大型工件进行快速测量，整体测量精度达到0.112 mm/3 m，可以满足工业现场大尺寸测量对精度和效率的要求。