通过0.18 μm标准CMOS工艺设计并制备了一种MOS结构的硅基发光器件。该光源器件在一个n阱中设计了两个相同的PMOS, 分别利用p+源/漏区与n阱形成的p+n结进行反偏雪崩击穿而发射可见光。测试结果显示, 该光源器件在正偏状态下的开启电压为0.8 V, 在6 V的反偏电压下发生雪崩击穿, 能够发出黄色的可见光, 发光频谱范围为420~780 nm。本文对比了0.5 μm和2 μm两个不同发光窗口宽度的测试结果, 发现该光源器件在更小发光窗口具有更高的发光强度和更好的发光均匀度, 该特征与发光器件的反向电流密度分布和光在金属电极间的反射有关。研究成果在片上硅基光电集成回路中具有一定的应用价值。

对于红外输出图像的非均匀性，通常可采用两点校正法和神经网络法进行改善。但两点校正法不能有效地克服环境温度漂移的影响；神经网络法收敛缓慢，使静止图像逐渐融入背景，导致运动目标出现伪像。提出一种多本底采样自适应非均匀校正算法，在不同的环境温度点采集多组高低温本底，根据最小二乘法拟合计算得到非均匀校正系数和环境温度的关系，根据环境温度的改变自适应完成非均匀校正。测试结果表明，该方法简单可行，能够较好地克服环境温度漂移的影响。

为了实现红外图像的非均匀校正，目前通常采用神经网络法完成红外图像的自适应非均匀校正，此方法能够自动完成校正系数的更新，但算法复杂，校后输出图像对比度不高，出现重影和图像模糊的现象。采用改进的神经网络非均匀校正方法，利用高低温黑体求得校正系数初始值，且对算法迭代过程输出期望值的计算做了改进。测试结果表明，该方法简单实用，具有较好的非均匀校正效果。

非制冷红外焦平面阵列的响应非均匀性通常表现出与条带噪声相类似的特性。基于场景的校正算法是提高图像质量，补偿响应特性漂移的有效措施。在深入研究矩匹配理论的基础之上，提出了一种新的时域矩匹配非均匀性校正方法。利用相邻帧矩匹配后的图像对场景的变化列进行估计，并在时间域对校正参数进行自适应更新。利用真实的红外图像序列验证了该算法在收敛速度和去鬼影方面的优越性和有效性。

红外焦平面阵列各探测元响应的非均匀性降低了图像的质量和温度分辨率，定标类和场景类校正算法为解决该问题提供了可行的途径.传统的基于黑体定标的校正算法由于其简单有效而被广泛使用，但是其缺点在于依赖黑体及其相关控温装置.本文提出了一种改进的基于积分时间定标的两级校正算法.在保持入射辐射不变的情况下，首先通过改变积分时间得到系列响应数据，然后利用最小二乘法估计出两点校正所需的初始校正系数，并对不同积分时间下的响应数据进行初校正，最后估计出一点校正系数.实验结果证明该方法具有计算量小、校正准确度高的优点，可取得优良的校正效果，并易于在硬件平台中实现.

针对长时间工作后红外焦平面阵列(IRFPA)响应特性发生漂移，图像质量下降的问题，分析了两点校正(TPC)后残留非均匀噪声的特性，在TPC的基础上提出了一种自适应非均匀性校正方法。将两点校正后的图像进行小波分解，利用贝叶斯阈值逐点进行信号方差和噪声方差的估计，计算出残留非均匀噪声并加以去除。实验结果表明，该算法可以有效去除残留非均匀噪声，避免因红外焦平面阵列响应特性漂移而导致的图像降质。

针对基于非线性偏振旋转(NPR)原理的被动锁模光纤激光器稳定性差和不能自行进入锁模状态的问题，本文设计了自动锁模电路,用于对激光器进行实时调控以获得稳定的锁模输出。该项设计利用高速光电探测器(PD)将NPR被动锁模光纤激光器输出的光信号转化为电脉冲信号，经过线性放大、整形处理后输出至单片机进行计数；单片机根据快速锁模判定算法判断该激光器的输出状态，并自动反馈调节加装在光纤激光器上的电控偏振控制器(PC)，从而实现激光器的锁模稳定状态输出。实验结果表明，对于重复频率为6.238 MHz的NPR被动锁模激光器，自动锁模电路能够在6 ms内检测到失锁状态，在最长10.24 s内自动搜索达到稳定锁模工作状态。对于重复频率在16 MHz以下的NPR被动锁模激光器，自动锁模电路都能够快速地实现自行启动或将启动后因故失锁的状态调节回锁模状态，达到预先的设计要求，具有结构简单、成本低、功耗低及性能稳定等优点。

使用脉冲激光淀积(PLD)技术在n型Si衬底上沉积氧化锌(ZnO)薄膜,在O2气氛下对样品进行了500 ℃(Sample 1, S1)，600 ℃(Sample 2, S2)，700 ℃(Sample 3, S3)和800 ℃(Sample 4, S4)退火，随后进行了X射线衍射(XRD)谱，椭偏光折射率，热激电流(TSC) 和电容-电压(C-V)的测量。研究发现：S1中晶界的电子陷阱由高浓度的深能级杂质(Zni)提供的电子填充，该能级位于ET=EC-024±0.08 eV。S3中出现与中性施主(D0)有关的深能级中心，其ET=EC-0.13±0.03 eV，推测D0的出现与高温氧气条件退火下晶界处形成的复合体缺陷有关。XRD和椭偏光折射率测量结果表明：氧气对ZnO薄膜微结构的修饰是改变ZnO/Si结构光电特性的主要因素。

单模VCSEL激光自混合测距具有测距精度高、功耗低和结构简单等优点.对单模VCSEL进行了大频偏的三角波电流调制,应用差频模拟锁相环处理自混合拍频信号,明显减小了拍频信号在三角波拐点处因相位突变、波形周期不等以及波形的调幅干扰和失真等因素造成的影响.实验结果表明,提高了测距精度和动态范围.室温下,在单模VCSEL输出功率0.7mW,波长850nm,调制三角波的频率1.3kHz,幅度0.4Vrms,采样时间0.1s,散射面为粗糙金属片的条件下,测距范围达到50～500mm,测距精度达到2mm,分辨率优于2mm.