为了提高场效应晶体管太赫兹探测器的响应度并降低噪声等效功率, 需要对探测器集成平面天线的结构进行合理设计与优化, 本文对集成平面天线结构的场效应晶体管太赫兹探测器的研究进行了深入调研。首先, 对场效应晶体管太赫兹探测器的工作原理进行了分析, 介绍了集成平面天线如何解决耦合太赫兹波效率低的问题。然后, 介绍了一些常用的平面天线结构, 包括偶极子天线、贴片天线、缝隙天线、grating-gate和其他类型的结构, 比较了各种天线的性能以及引入后对太赫兹探测器响应度的影响。通过对比不同天线结构的探测器响应度和噪声等效功率等参数指标, 发现: 采用平面天线结构之后, 场效应晶体管太赫兹探测器的响应度有了大幅度的提升, 各种类型的天线对探测器响应度都有不同程度的提升。本文着重介绍了几种集成于场效应晶体管的平面天线结构, 包括各种天线的性能和研究进展, 最后分析了场效应晶体管太赫兹探测器存在的问题和发展趋势。

在谐振式集成光学陀螺系统中, 相位调制技术被广泛用于检测陀螺旋转信号。本文详细介绍了近几年来国内外学者为提高陀螺精度、抑制陀螺噪声所提出的相位调制技术。文章首先从理论上分析了谐振环中的背散射噪声, 发现载波抑制是抑制背散射噪声的关键因素。然后, 详细介绍了近几年来为提高陀螺精度而提出的两类相位调制技术, 分别是单相位调制技术和双相位调制技术, 并分析比较了其技术原理、噪声抑制能力以及系统的鲁棒性和复杂度。新型的边带锁定技术可以有效抑制陀螺中的背散射噪声。最后通过总结这些相位调制技术的优缺点发现, 在陀螺系统中除了需要借助于相位调制技术抑制背反射噪声外, 提高对其他类型噪声的抑制是集成光学陀螺性能进一步提高的关键。

在场效应晶体管太赫兹探测器中, 合理的天线设计可以增强晶体管和太赫兹波之间的耦合效率, 从而提高太赫兹探测器的响应度.提出一种基于晶体管栅极边缘沟道电场的仿真来设计平面天线的方法.这种方法尤其适用于太赫兹波段晶体管输入阻抗不容易得到的情况.通过流片完成的基于氮化镓高电子迁移率晶体管的太赫兹探测器的响应度测试证实了这种方法的有效性.集成碟形天线和双偶极子天线的太赫兹探测器最大响应度分别在170.7 GHz (1568.4 V/W)和124.3 GHz (1047.2 V/W)频点处测得,这个测试结果接近基于晶体管栅极边缘沟道电场的仿真结果.

最近二十年, 作为一种新型导航技术, 量子定位系统(QPS)因其特有的信息传输优势得到了飞速发展。简要介绍了卫星导航与惯性导航系统的原理及各自面临的问题, 阐述了量子定位导航系统的概念与基本原理、量子导航的优势、量子导航的分类及国内外发展状况, 并就目前量子导航所面临的问题及其发展前景提出了相应的观点。

波导环形谐振腔(WRR)是集成光通信以及光学传感器领域的关键器件之一, 其谐振曲线的形貌将影响系统的性能。针对谐振腔耦合器一阶超模传输损耗差异、谐振腔外直波导端面反射, 利用多光束干涉叠加原理, 得到了波导环形谐振腔输出谱线的表达式。利用基于单边带调制的光学矢量网络分析方法, 对制备的高横纵比的氮化硅光WRR进行了谐振曲线谱的测试, 证实了耦合器模式以及直波导端面反射对谐振曲线的影响, 实际测试曲线与理论仿真结果拟合较好。

对干涉型集成光学陀螺（IIOG）和谐振型集成光学陀螺(RIOG)进行了比较。为使两者具有可比性，两种陀螺采用相同参数的光路器件、相近的偏置调制方法以及相同面积和传输损耗的光波导萨尼亚克（Sagnac）效应敏感环。推导了采用方波调制的干涉型集成光学陀螺和采用三角波调制的谐振型集成光学陀螺的散粒噪声灵敏度的准确表达式，通过优化波导器件参数计算得到两种陀螺最优的散粒噪声灵敏度。结果表明：随着光波导传输损耗的降低，干涉型集成光学陀螺的散粒噪声灵敏度要优于谐振型集成光学陀螺。随着超低损耗光波导技术的发展，干涉型集成光学陀螺在精度提高上具有较大潜力。

针对应用于薄膜太阳能电池的一种混合陷光结构进行了分析研究，该结构由位于电池正面的电介质颗粒和位于电池背面的金属颗粒构成.运用有限时域差分法模拟分析了正面电介质颗粒与背面金属颗粒对光吸收增强的不同作用范围.运用电场图分析了其对光吸收增强的机制，包括两种颗粒的散射作用和金属纳米颗粒的表面等离子体近场增强作用.分别优化了正面电介质颗粒和背面金属颗粒的材料、大小等参量，获得了一种优化后的混合陷光结构.实验表明带有这种混合陷光结构的电池短路电流密度相对于参考电池提高了30.3%，该方法为提高薄膜太阳能电池效率提供了新思路.

为了提高太阳电池的利用率并降低系统成本, 需要采用最大功率跟踪(MPPT)控制策略使光伏阵列获得最大功率输出。在众多的MPPT控制方法中, 扰动观察法由于原理简单、易于实现而成为MPPT控制中应用和研究最为广泛的方法之一。但传统的扰动观察法在稳态下由于其固定的扰动步长会在最大功率点(MPP)附近形成振荡, 并且当外界环境发生快速变化时会出现误判断的现象。为了克服以上不足, 研究者们提出了很多改进方案。文章对这些改进方案进行了综述, 这些改进方案主要包括以下三类: 变步长的改进方法、改进的新方法以及与其他方法结合的扰动观察法。

表面等离子体激元是外部电磁场诱导金属表面自由电子的集体共振，产生沿金属 -介质界面传输的表面波，具有亚波长局域、近场增强和新颖的色散特性，在纳米光子学中发挥着重要的角色。利用表面等离子体激元构成的光学器件能够突破衍射极限，实现微电子与光子在同一个芯片上的集成。系统介绍了表面等离子体激元的基本原理，及其在光波导、探测器、调制器和太阳能电池等方面的重要应用。

采用双离子束溅射氧化钒薄膜附加热处理的方式制备了纳米二氧化钒薄膜。 在热驱动方式下, 分别利用四探针测试技术和傅里叶变换红外光谱技术对纳米二氧化钒薄膜的电学与光学半导体-金属相变特性进行了测试与分析。 实验结果表明, 电学相变特性与光学相变特性之间存在明显的偏差, 电学相变温度为63 ℃, 高于光学相变温度, 60 ℃; 电学相变持续的温度宽度较光学相变持续温度宽度宽; 在红外光波段, 随着波长的增加, 纳米二氧化钒薄膜的光学相变温度逐渐增大, 由半导体相向金属相转变的初始温度逐渐升高, 相变持续的温度宽度变窄。 在红外光波段, 纳米二氧化钒薄膜的光学相变特性可以通过光波波长进行调控, 电学相变特性更适合表征纳米VO2薄膜的半导体-金属相变特性