针对中短波碲镉汞(MCT)红外焦平面探测器的使用要求,设计了用于混合集成和单片集成且尺寸大小与探测器像元结构匹配的方形底折射微透镜阵列。采用热熔成形和(反应)离子束刻蚀转移技术制作了多种红外材料微透镜,如Si、Ge、GaAs、蓝宝石以及红外玻璃(IRG-103和IRG-104)微透镜。针对混合集成和单片集成的不同要求,选用多种光刻胶如AZ6112和AZ6130等不同厚度的胶以及SUN-120P低熔点正型光刻胶,进行热熔和刻蚀实验,遴选分别适用于混合和单片集成的光刻胶。优化光刻胶和衬底材料的刻蚀速率比,得到高填充因子和合适光学参数的微透镜阵列。探究了SUN-120P低熔点正型光刻胶的特性和通过离子束刻蚀转移视线实现零间距透镜的工艺。最后介绍了与MCT红外焦平面阵列器件的集成方式和工艺进展。

以光栅光谱仪为基础，光电倍增管作为探测器，运用VC++语言设计了计算机采样界面，形成了荧光光谱分析的钞票识别光电系统。在紫光灯激发下，对钞票进行了荧光光谱特性分析，设计了基于荧光光谱分析的钞票识别光学系统、光电信号的检测和信号处理系统。测试结果表明：真假币的荧光光谱曲线有着明显的区别，它们的峰值分别为545nm和525nm。设计的荧光光电系统灵敏度高，可靠性好。

为了提高图像处理的实时性,本文针对作者先前提出的循环迭代图像复原算法迭代次数多、收敛速度慢等问题,提出了一种基于线性搜索的加速迭代技术.该加速技术利用泰勒级数展开式根据当前次的迭代结果对下次迭代数据进行预测,合理地跳过原有的一些迭代点,从而加快算法收敛.在达到相同复原效果条件下,减少了迭代次数,提高了算法的实时性.本文对收敛加速技术进行了理论分析和推导,在微机上进行了一系列的对比实验,实验结果表明,本文给出的加速技术效果显著,获取了加速因子的有效取值等一些有用的实验参数,算法具有实用价值.

在非致冷红外焦平面制作过程中引入化学镀镍实现光敏元阵列与读出电路的互连.该方法具有选择沉积、不需要外部电源的优点.在32×32非致冷红外焦平面阵列器件的制作中采用化学镀镍方法可实现超过85%互连成功率.测试结果表明:该方法被证实为一种实现焦平面和读出电路互连的简单、可靠的方法.

设计了由正负微透镜阵列和压电陶瓷驱动器组成的微型光扫描器,它工作于中、短波红外光及可见光等波段,微透镜阵列规模为256×256元、单元直径为50μm,扫描视场角约为6.6°,扫描频率可达200Hz,体积小到几个立方厘米.实验测试表明微扫描器的设计参数与实验测量结果基本相符.

通过合理建立针对红外图像的气动光学效应退化模型,根据极大似然估计准则设计复原算法,同时针对随机变化的点扩展函数和噪声对目标图像尤其是图像中细节恢复的影响,对单一规整化方法进行了扩展,采用双重规整化策略,将规整化分为两个各有侧重点的层次来处理.在微机上进行了一些复原实验,并给出对比结果,证实了该算法的有效性.

针对大气湍流退化图像复原问题,提出了一种基于各向异性和非线性规整化的总变分盲复原新算法,该算法主要结合图像和湍流点扩展函数的一些性质采用基于各向异性的空间自适应规整化处理,建立了具有非线性和空间各向异性的规整化函数,使其在恢复目标图像和估计点扩展函数时能自适应地进行梯度平滑.最后,通过交替最小化方案来极小化代价函数和通过定点迭代策略将非线性方程进行线性化处理,快速地估计点扩展函数和恢复图像.在微机上对数字模拟和实际退化图像进行了一系列恢复实验,验证了算法的有效性和稳健性.

提出了基于最速下降法的湍流退化图像盲目复原算法。将图像转换到频域中，建立一个基于目标图像和点扩展函数频谱的目标函数，通过迭代方式采用最速下降优化方法来极小化该目标函数，并利用傅里叶变换和反变换将目标图像和点扩展函数在频域和空域之间进行变换，在每次迭代中交替加入约束条件进行反复修正，以便取得预期的图像恢复效果，增强算法的稳定性和抗噪能力。针对红外目标湍流退化图像，在微机上对算法进行了一系列复原验证实验。实验结果表明：该文算法复原效果稳定，抗噪能力强，具有实用价值。

讨论了一种用于DWDM系统中的光开关、偏振无关隔离器等单元器件中的微小薄膜型偏振分束器制造的关键技术。光学膜层采用数学多重优化设计方法；采用Monte Carlo允差分析原理分析膜层的容差，以便选择更易制备的膜系；计算膜层的Macleod极值灵敏度，得到所选膜系各个膜层的误差要求；模拟光学监控过程，以制定相应的膜厚监控策略。设计了实用的棱镜胶合装置，得到了较高技术指标的PBS棱镜。结果表明，棱镜的光学冷加工，是器件制造的基础；光学薄膜的设计与制备是器件制造的关键，也是难点；棱镜的胶合是器件不可忽视的环节。

为了提高密集波分复用(DWDM)薄膜窄带滤光片制备的成品率，讨论了用于DWDM薄膜窄带滤光片在镀制过程中的监控方法及误差，采用Monte Carlo允差分析原理分析用于DWDM窄带滤光片膜层的容差，以便选择更易制备的膜系；计算膜层的Macleod极值灵敏度，得到所选膜系各个膜层的误差要求；模拟光学监控过程和计算膜层导纳，能够得到膜层制备过程中膜层之间膜厚的补偿关系。实验表明，据此制定的膜厚监控策略，对于DWDM窄带滤光片膜层的制备和保证成品率是非常关键的。