激光雷达(LiDAR)广泛应用于航天器导航、安防监控、3-D测绘、自动驾驶汽车、**装备及机器人等领域, 具有重要的**和民用价值。雪崩光电二极管(APD)阵列探测技术在LiDAR的发展过程中发挥着至关重要的作用。介绍了LiDAR和APD阵列的应用背景, 综述了APD阵列和LiDAR系统的发展历程和最新进展, 最后总结了APD阵列探测技术的发展前景和研究趋势。

通过对InGaAsP/InP 单光子雪崩二极管(SPAD)的探测效率、暗计数率等基本特性与该器件的禁带宽度、电场分布、雪崩长度、工作温度等参数之间关系的分析, 采用比通常的InxGaAs(x=0.53)材料具有更宽带隙的InxGa1-xAsyP1-y(x=0.78, y=0.47)材料作为光吸收层, 并且精确控制InP倍增层的雪崩长度, 有效地降低了SPAD的暗计数率。其中InGaAsP材料与InP材料晶格匹配良好, 可在InP衬底上外延生长高质量的InGaAsP/InP异质结, InGaAsP材料的带隙为Eg=1.03 eV, 截止波长为1.2 μm, 可满足1.06 μm单光子探测需要。同时, 通过设计并研制出1.06 μm InGaAsP/InP SPAD, 对其特性参数进行测试, 结果表明, 当工作温度为270 K时, 探测效率20%下的暗计数率约20 kHz。因此基于时间相关单光子计数技术的该器件可在主动淬灭模式下用于随机到达的光子探测。

为评估日盲紫外(SBUV)像增强型CCD(ICCD)响应度随工作时间的变化规律，针对器件的两种典型工作模式设计了SBUV-ICCD疲劳特性测试方案，并构建装置对其进行了实验测量。首先结合SBUV-ICCD的基本结构和工作原理介绍了器件的两种工作模式；其次，定义了器件疲劳特性，提出了SBUV-ICCD疲劳性测试方案；最后，对两只SBUV-ICCD进行了疲劳特性测试，并分析了该测试方案的不确定度。实验结果表明：在光电模拟模式和光子计数模式下国内某型号SBUV-ICCD的疲劳特性分别为13%和3%，国外某型号SBUV-ICCD疲劳特性优于1%，本测试方案的不确定度为1%。

波长移相干涉仪的移相值与干涉腔长度有关，需要对其标定方可采用定步长移相算法计算相位分布。为了标定研制的斐索型波长移相干涉仪，提出一种利用干涉图直接计算定步长移相值的新算法两帧差分平均移相算法(TDA)。对该算法进行模拟仿真，验证了算法的可行性和计算精度，并进一步开展了实验研究。结果表明：运用TDA算法处理定步长移相干涉图可以获得与实际值接近的计算结果；利用TDA算法标定的波长移相干涉仪的测量面形均方根(RMS)重复性优于0.07 nm(1.106λ/10000)，达到了设计指标；用该干涉仪与Zygo干涉仪对相同元件进行比较测量，检测结果之差的RMS为0.742 nm。