通过分析电荷耦合器件(CCD)图像传感器光电转换、电荷转移、电荷输出的工作原理, 提出了一种通用高效的电荷转换因子(CVF)测试方法。该方法采用在CCD感光区域施加直流偏压, 水平区施加连续转移的驱动时序的方式, 使CCD光敏区以电荷溢出方式往水平区转移电荷, 水平区以固定频率不间断转移输出电荷包, 从而让CCD输出强度恒定的响应信号; 然后通过复位漏电流与输出信号强度的对应关系计算出CCD器件的CVF值。根据该方法的原理设计了一种适应各种CCD器件的通用测试装置, 并对多款CCD进行测试验证。结果表明, 该方法有效提高了CCD电荷转换因子的测试效率、测试精度和稳定性。

提出了一种可大幅度提升高光谱成像探测动态范围的基于帧转移电荷耦合器件(CCD)的曝光控制技术。该技术采用先积分后读出的工作模式，结合CCD快速电荷倾倒时序控制方法，能够有效清除空闲时段的无效电荷，实现超短积分时间和长积分时间曝光周期的快速切换；针对同一被探测目标，在规定时间范围内通过多档积分周期之间的快速切换，实现多档曝光周期的不间断循环曝光，从而使该技术的光谱探测动态范围相较传统技术提升2个数量级以上。设计了循环曝光档数和曝光时间可动态设置方式，时序仿真与测试结果表明，该方式能够有效提升高光谱成像技术在复杂光环境下的适应性。

5G接入网的合理规划与建设有助于提供大带宽、低延时和多接入等新一代网络功能。为了提高5G接入网的可靠性，将树型与双纤环拓扑相结合，为5G接入网设计了一种高可靠性波分复用无源光网络(WDM-PON)架构。其中，树型拓扑可保证网络正常工作时的传输质量；双纤环拓扑可在发生故障时实现节点之间的灵活切换，提供故障保护。分别对正常工作、故障保护模式下信号的传输进行分析。通过理论计算及对信号质量、延时进行实验,证明所提网络结构比常规树型拓扑的可靠性更高。

CCD图像传感器电极间漏电流是反映CCD器件可靠性的一个关键参数, 在CCD图像传感器的生产过程中, 对其电极间漏电流测试是一个重要的检测筛选环节。基于一种漏电流自动化测试方法, 设计了一种CCD电极间漏电流自动化测试系统。该系统可根据不同种类CCD器件, 自定义被测信号名称、测试通道地址和测试判据, 通过计算机软件控制自动循环扫描, 自动采集漏电电流数据, 形成标准测试报表。该系统具有设置灵活、操作方便、自动化测试等优点, 可有效提升CCD生产检查筛选过程中的测试效率和测试设备的通用性。

太赫兹波成像技术在人体安检、医学成像、无损检测等领域具有广泛的应用前景。文中面向高速、高灵敏度和便携式太赫兹成像应用需求, 设计实现了一种基于AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管自混频检测机制的太赫兹焦平面成像传感器。该焦平面成像传感器由探测器阵列芯片和CMOS读出电路通过倒装互连实现, 阵列规模达到32×32。探测器阵列中具有对管差分功能的像元设计通过提高探测器的电压响应度和抑制共模电压噪声, 提高了焦平面成像的灵敏度。焦平面成像传感器的输出模拟信号通过片外的模数转换(ADC)芯片转化为数字信号, 由现场可编程门阵列(FPGA)采集后通过Camera Link图像数据与通信接口发送到计算机。利用该焦平面成像传感器, 演示实现了太赫兹光斑、太赫兹干涉环和太赫兹光照下的旋转塑料叶片的视频成像, 帧频达到30 Hz。

在传统的单点校正和两点校正的基础上, 提出了一种新的可适应不充分场景变化条件的端口间动态场景自适应修正算法。该算法基于动态场景成像过程中多端口图像数据之间的相关性, 使用FPGA+ARM硬件平台, 采用实时修正偏置系数的方式, 实现多端口图像实时非均匀性校正, 解决了定标算法无法根据环境进行自适应调整和场景算法不能进行实时校正的问题。

通过对帧转移、内线转移、TDI（时间延迟积分）、线列等多种典型CCD驱动时序的共性和差异特征进行分析，提出了一种针对CCD图像传感器驱动时序的参量化设计方法。该方法提取了驱动时序的时间、状态、周期循环次数等16个参量，根据各参量之间的逻辑关系，采用FPGA设计时序发生程序模块，通过上位机对程序模块设置参量值，可实现对工作模式、工作频率、相位延迟等时序关系的调节，达到对CCD图像传感器各路驱动时序灵活控制的目的。此设计应用于CCD图像传感器参量测试系统中，有效地提高了参量测试效率和测试系统的通用性。

重点讨论了像元尺寸为11μm×11μm的4096×4096元可见光CCD全帧转移结构和技术性能参数的设计，采用CCD埋沟工艺和辐射加固技术，研制出了高性能4096×4096元可见光CCD。结果表明器件动态范围达到75dB，读出噪声电子数为30，暗电流产生率为2mV/s，响应非均匀性为2%，非线性为0.4%，且具有抗γ射线辐射能力。

采用2μm设计规则, 在2μm工艺线上, 成功研制了1024×1024全帧CCD器件。该1024×1024全帧CCD器件的有效像元数为1024×1024, 像元尺寸为11μm×11μm,有效光敏面积为11.3mm×11.3mm,光响应波长范围为400~1100nm。成像区域横向分为2个区, 纵向分为2个区, 可由1路、2路和4路输出, 有9种读出模式。该器件具有2×2的像元合并功能, 能作为512×512(像元尺寸为22μm×22μm)和规格的器件使用。该器件数据速率为4×40M, 数据速率高。器件采用MPP工作模式, 暗电流低; 采用薄栅氧化, 具有100krad(Si)抗辐照能力; 适合在高温、辐照环境和微光环境下成像应用。

报道了利用国产半导体可饱和吸收镜(SESAM)实现端面抽运Nd∶YVO4激光器连续锁模(CWML)运转的实验结果。在V型腔结构的实验中观察到调Q锁模(QML)波形不稳并有较强的直流成份,通过选择小透过率输出镜和增加腔长,解决了这两个问题。在腔长从0.66m增至1.27m和1.86m过程中,直流分量从52%降到13.6%,0.3%,最终获得了重复频率约80 MHz的稳定连续锁模脉冲输出,光谱宽度为0.15 nm。在考虑晶体热效应基础上,利用ABCD矩阵方法设计了四镜Z型腔,获得了1 W左右的连续锁模输出,重复频率约150 MHz。分析和比较了V型腔和Z型腔的优缺点。