利用GaN基高电子迁移率晶体管(HEMT)的栅控特性和铁电体的光伏效应机制, 制备了一种新型(光敏感层/HEMT)光探测器件。主要研究了复合薄膜和溅射气氛对光敏感薄膜的光伏性能以及对新型感光栅极探测器的光探测能力的影响。结果表明, PZT/ZnO复合薄膜的量子效率峰值达到14.55%; 有氧氛围下制备的PZT薄膜剩余极化强度达到52.31μC/cm2; 沉积PZT/ZnO复合薄膜的探测器在紫外光照下相比于暗场下的源漏饱和电流最多增加12.64mA。可见, 所制备的新型探测器对紫外光具有优良的探测能力, 为光探测的研究提供了新的方向。

利用矢量衍射理论,对矩形槽型光栅和三角槽型光栅分别进行衍射效率分析,结果表明三角槽型光栅的衍射效率比矩形槽型光栅高出1倍左右。基于五轴超精密单点金刚石车床切削工艺,计算了金刚石刀头移动误差、移动间隔标准偏差范围、光栅刻线位置的加工偏差,并分析了刀头磨损对光栅衍射效率的影响。在此基础上,成功研制了曲率半径为70 mm、刻线密度为60 line/mm、直径为52 mm的凸面闪耀光栅,在1000~2500 nm光谱范围内,其最大相对衍射效率大于80%,平均相对衍射效率大于60%。实际飞行高光谱数据表明,基于该光栅研制的短波红外成像光谱仪满足地质遥感技术要求。

为使成像光谱仪能在复杂振动环境和宽温(5~35 ℃)下使用,基于Offner同心结构凸面光栅的光学系统,研制出短波红外成像光谱仪系统。为了验证结构设计的合理性,利用Patran & Nastran对仪器光机结构进行模态分析、静载分析及热致响应分析,并采用广义逆矩阵方法对静载响应分析结果进行处理,得到仪器光学元件的面形变化和刚体位移数据。在0~40 ℃温度范围和4 g加速度载荷下,仪器光学面形变化的方均根(RMS)值小于34 nm,各镜之间相对位置变化小于0.05 mm,各镜偏心小于0.05 mm,满足仪器面形和刚体位移公差要求。振动实验表明,成像光谱仪的一阶模态为559 Hz,远高于一般环境激励,其刚度满足使用要求。温度实验表明,宽温范围内波长极值漂移为0.306 pixel,光谱带宽极值变化为0.493Δ(Δ为吸收峰的半峰全宽)。工程分析和实验验证了该结构的环境适应性,这对仪器工程化具有重要的实用价值。

铁电材料作为感光功能薄膜的红外器件研究近年来十分活跃, 其良好的压电、铁电、热释电、光电及非线性光学特性以及能够与半导体工艺相集成等特点, 在微电子和光电子技术领域有着广阔的应用前景。实验将铁电材料锆钛酸铅作为感光层与GaN 基高电子迁移率晶体管（HEMT)相结合, 成功地制备出了感光栅极GaN基HEMT器件, 并在波长为365 nm的光照下进行探测, 经大量实验测试后发现器件在该波段的光照下饱和电流达到28 mA, 相比无光照时饱和电流提高12 mA。另外, 通过合理改变器件结构尺寸, 包括器件栅长以及栅漏间距, 发现随着栅长的增大, 器件的饱和输出电流依次减小, 而栅漏间距的变化对阈值电压以及饱和电流的影响并不大。由此可知, 改变器件结构参数可以达到提高器件性能的目的并且可以提高探测效率。

目的：建立全自动发光免疫分析仪关键模块的性能评价方法。方法：对市面上主流的15家企业生产的30个不同型号的全自动发光免疫分析仪的原理、结构、操作进行了调研, 建立了仪器加样系统、孵育系统、清洗系统和检测系统各模块的性能评价方法, 按该方法对各仪器进行了测试。结果：孵育系统：所有仪器温度控制正确度在(37±0.5) ℃, 波动度不超过0.5 ℃; 加样系统：各型号仪器的样品针和试剂针量程差异大, 样品针最小加注量从5 μL到40 μL, 最大加注量从20 μL到300 μL, 试剂针最小加注量从5 μL到50 μL, 最大加注量从47 μL到450 μL。无论是样品针还是试剂针, 当加注量＞10 μL时, 大部分仪器能满足偏倚不超过10％, CV不超过3％; 当加注量＞50 μL时, 大部分仪器能满足偏倚不超过5％, CV不超过2%。加注量越小, 对仪器要求越高, 技术实现难度越大, 少数仪器不能达到其声称的最小加注量(＜10 μL); 检测系统：所有仪器均能满足声称的噪声要求, 仪器的线性范围满足临床需要, 均不小于3个发光值数量级, 有的甚至达到6个数量级, 少数仪器精密度(CV)超过3%、稳定性(偏倚)超过5%, 需进一步改进; 清洗系统：某些仪器的携带污染率超过10×10-6。结论：建立了发光免疫分析仪关键模块的性能评价方法, 通过测试证明了方法的适用性和可操作性。

机载双频激光雷达探测技术利用双波长激光实现海陆一体化测绘，从1969年至今，国际上已经形成了成熟的商业产品，应用于海洋、海岸带和岛礁的探测。中国科学院上海光学精密机械研究所从1998年开始，先后研发了三代机载双频激光雷达，完成了从原理样机阶段到产品样机阶段的转化。最新的Mapper5000系统在南海完成了11个架次的机载飞行试验，获得南海岛礁的三维地形数据，最大实测深度达到51 m，最浅水深达到0.25 m，测深精度为0.23 m，水平位置精度为0.26 m，海洋测点密度为1.1 m×1.1 m，陆地测点密度为0.25 m×0.25 m。

机载激光测深系统能够快速、高效地测量浅海、岛礁、暗礁及船只无法安全到达的水域，能够提供近岸全覆盖50 m水深测量；船载移动测量系统可以获得近岸浅海水底地形数据及近岸岛礁精细三维激光点云，二者数据在测量区域以及测量范围上具有一定的互补性。文中采用一种基于曲率特征点的改进迭代最近点（ICP）算法，将国产机载测深系统和船载移动测量系统获取的机载激光测深数据、多波束数据、三维激光扫描数据进行配准融合。结果表明，通过将二者数据进行配准融合，可以实现陆地、浅海区域海陆地形的全面精准描述、海陆基准统一，有助于海岛礁地形地貌认识、水下目标物探测及发现等。

针对现有相位差分法在低信噪比条件下估计线性调频(LFM)信号瞬时频率性能明显下降的问题，提出了一种改进的基于N阶相位差分法的瞬时频率估计算法。首先，在相位重构的基础上，针对信噪比阈值引起的频率突变问题，设置自适应的累积增量门限来确定频率突变位置，并利用循环迭代进行插值修正；然后，通过高阶的相位差分估计瞬时频率，以充分利用重构相位包含的跳变信息，并采用迭代变权最小二乘的方法进行线性拟合；最后，引入自适应的思想来处理不同频率的输入信号，增强处理低频输入信号的能力。仿真结果表明，相对于现有相位差分法，改进N阶相位差分法在保持低运算量的同时提升了抗噪性能，对输入信噪比的下限要求降低了约4 dB。

通过对Offner分光光学系统分析, 给出了快速计算初始结构参数公式, 根据算得的初始结构参数优化出一套适用于短波红外(1 000～2 500 nm)的分光光学系统, 设计的光学系统相对孔径大(F/#22)、 光谱分辨率高(优于10 nm)和入射狭缝长(12 mm), 在整个波长和视场范围内调制传递函数MTF均大于05。 完成的成像光谱仪整机体积小, 重量轻(小于5 kg), 仪器测试结果表明, 全光谱范围内光谱线性好, 光谱标定后波长精度优于4 nm, 通过对不同波段分辨率测试, 全波长范围内光谱分辨率与设计相符, 动态成像实验表明, 光谱图像清晰并且光谱数据质量佳。