为提高偏振荧光图像序列的获取速度,提出利用电光调制器对激发光的偏振方向进行控制并配合相机记录偏振荧光图像的高速偏振荧光显微系统。对激发光路的偏振畸变进行测量和有效补偿,以确保样本平面激发光偏振方向的精确控制。利用巨型单层囊泡样本对实验系统进行测试,结果表明该系统能够以近视频帧率对分子方向信息进行成像,具备监测动态样本分子方向信息的能力。

线性偏振光在显微物镜焦斑处入射, 与径向偏振光相干叠加产生三维偏振光场, 通过调节两束光光强比率和入射线偏振光偏振方向实现聚焦光场任意三维偏振方向的控制.基于矢量光场衍射理论建立了仿真计算模型, 对所提三维偏振方向控制方法的可行性进行理论验证和实验评估.构建实际控制光路并进行初步测试, 实验结果表明了该方法的可行性, 且相比于其他三维偏振控制方法, 本文所提方法和其控制光路更为简单易实现.

采用As掺杂和激活技术制备的p+-on-n异质结材料是获得高性能长波碲镉汞红外焦平面器件的关键技术之一, 得到了广泛关注.采用变温IV拟合的方法, 对不同As掺入浓度与器件结性能相关性进行了分析, 发现降低结区内As掺杂浓度可以有效抑制器件的陷阱辅助隧穿电流.拟合结果表明, 较高浓度的Nt很可能与高浓度As掺入相关.因此As的稳定均匀掺入和激活被认为是主要技术挑战.实验研究了分子束外延过程中Hg/Te束流比与As掺入效率的关系, 发现相对富Hg的外延条件有助于提高As掺杂效率.研究还发现As的晶圆内掺杂均匀性与Hg/Te束流比的均匀性密切相关.对As的激活退火进行了研究, 发现在饱和Hg蒸汽压中采用300℃/16h+420℃/1 h+240℃/48 h的退火条件能明显提升碲镉汞中As原子的激活率.

针对放射性物质异常泄漏、防范核材料的非法转移和任意携带，提出一种基于单探头中子/伽马甄别能谱仪系统，实现敏感控制区中特殊核材料和放射性物质的监测。围绕核信号获取与数字化采集、辐射射线粒子甄别与能谱分析，开展基于FPGA与EJ299-33A的核数据采集电路设计、核信号处理算法设计和Matlab中子/伽马鉴别与能谱离线分析方法等关键技术研究。设计上位机软件实时处理辐射能谱数据，为正确做出应急预案提供数据参考。利用新型探测器和分型频谱数学模型在FPGA内部实现射线种类甄别，有效地解决了采用传统老式探测器和模拟电路的方法鉴别困难的问题，验证了分型频谱法在核信号处理上具有一定的可行性。开发完成集放射性种类判定、核素识别于一体的多功能集成中子/伽马探测器，在中子/伽马的混合辐射场中，既能实现射线甄别又能测量能谱，解决在复杂放射性环境中对不同射线种类的能谱分析和核素识别问题。

基于暗电流模型, 通过变温I-V分析长波器件(截止波长为9~10 μm)的暗电流机理和主导机制.实验对比了不同衬底、不同成结方式、不同掺杂异质结构与暗电流成分的相关性.结果表明, 对于B+离子注入的平面结汞空位n+-on-p结构, 替代衬底上的碲镉汞(HgCdTe)器件零偏阻抗(R0)在80 K以上与碲锌镉(CdZnTe)基碲镉汞器件结阻抗性能相当.但替代衬底上的HgCdTe因结区内较高的位错, 使得从80 K开始缺陷辅助隧穿电流(Itat)超过产生复合电流(Ig-r), 成为暗电流的主要成分.与平面n+-on-p器件相比, 采用原位掺杂组分异质结结构(DLHJ)的p+-on-n台面器件, 因吸收层为n型, 少子迁移率较低, 能够有效抑制器件的扩散电流.80 K下截止波长9.6 μm, 中心距30 μm, 替代衬底上的p+-on-n台面器件品质参数(R0A)为38 Ω·cm2, 零偏阻抗较n-on-p结构的CdZnTe基碲镉汞器件高约15倍.但替代衬底上的p+-on-n台面器件仍受体内缺陷影响, 在60 K以下较高的Itat成为暗电流主导成分, 其R0A相比CdZnTe基n+-on-p的HgCdTe差了一个数量级.

基于复合波片消色差设计方法，结合矢量光场衍射受限的大数值孔径聚焦理论，以600 nm 为中心波长，提出了一种适用于宽波带的全晶体型光瞳滤波器。该滤波器由三片具有同心分区环带的复合延迟波片构成，每分区波片具有各自的方位角及环带参数，且相邻环带光轴垂直。在轴对称偏振矢量光场入射下，通过调节光瞳滤波器的方位角，经聚焦后，在550~650 nm 波长范围内，均可获得轴向焦深的扩展、横向压缩的光针场以及衍射受限的三维光管场。研究结果表明，该光瞳滤波器在100 nm 波段内实现了宽波带矢量光场的调控，这种光瞳滤波器的设计对发展矢量光场的聚焦理论和拓展矢量光在宽波带光场应用方面有重要意义。