针对傅里叶红外成像光谱数据中的一种干扰现象和消除方法进行了分析和研究。在傅里叶红外成像光谱仪中, 在某些情况下会在光谱数据中出现一种尖锐凸起的干扰峰。该种干扰峰的峰位位置不固定, 且幅度会发生较大的变化。 从红外探测器、大气吸收特性、目标辐射特性、系统噪声等几个方面对该种现象的出现进行了分析。提出了该种现象出现的原因是由于红外探测器的灰度浮动造成的。针对该干扰现象的形成机理, 提出通过噪声拟合法来消除这一干扰。经过实验验证, 提出的方法可以有效地消除傅里叶红外成像光谱仪中的这种干扰峰, 能有效提高傅里叶红外成像光谱仪的检测效果和抗干扰能力。

自由空间激光通信技术长期以来都是卫星通信和载荷技术领域的研究热点，具有大带宽、高速率等特点。高轨中继卫星是星间数据传输的骨干节点，随着激光通信技术的成熟，激光通信链路已成为国内外高轨中继卫星数据传输的可靠途径。对国内外高轨卫星激光中继链路的最新发展动态及其未来发展规划进行综述，该综述为我国建设空间激光信息网络提供参考。

基于菲涅耳标量衍射理论,推导了离焦状态下激光发射系统远场光斑分布的解析式,提出了一种基于相似度系数的采样间隔寻优法。用最佳采样间隔得到的数值仿真结果与解析计算结果的偏差小于0.04%。采用傅里叶变换法仿真了存在像差时的远场光斑分布情况,并分析了角位移、发散角、增益等关键参数对光场分布的影响。当激光波长为λ、指向允许偏差为3 μrad、中心增益裕量为3 dB时,基于公差分配理论得到离焦、倾斜、球差、慧差、像散的容差需分别小于等于0.36λ、0.07λ、0.43λ、0.13λ、0.5λ。

针对卫星轨道上空间辐射环境引起的光学相机性能退化问题,采用8晶体管(8T)-全局曝光互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器进行重离子辐照实验。实验结果显示,不同功能模块寄存器发生单粒子翻转,导致输出图像出现不同的异常模式,主要表现为输出图像“卡零”、若干相邻列输出异常、整幅图像“花屏”等。结合器件的不同子电路功能、工艺结构和工作原理,分析重离子入射器件微观作用过程对宏观图像异常模式的影响,深入探讨器件不同功能模块单粒子翻转的敏感性和损伤机理。研究结果可为CMOS图像传感器加固设计、单粒子地面模拟实验方法及标准和评估技术的建立提供重要参考。

水体中重金属污染因威胁生态环境和人类健康而被受广泛关注。 荧光探针由于具有快速高效检测重金属的特性, 一直是该领域的研究热点。 通常, 荧光探针在结构上包括对待测物质起识别作用的受体和能产生信号响应的荧光体, 并逐步形成了内在型、 共轭型、 系综型和模板辅助自组装型等四种结构类型。 近年来, 基于受体和荧光体在表面活性剂胶束内自组装而形成的胶束自组装型荧光探针因结构简单、 易于制备、 能直接应用于水环境等特点逐渐受到重视。 以对铜离子具有优异结合性能的对叔丁基硫杂杯[4]芳烃（TCA）为受体, 以芘、 荧蒽、 蒽、 菲、 苝等分子为荧光体, 通过表面活性剂胶束自组装制备针对Cu2+检测的胶束自组装型荧光探针, 采用参比法测定了胶束自组装荧光探针的荧光量子产率, 采用稳态荧光法测定了胶束聚集数, 同时通过计算荧光猝灭率分别考察了荧光体种类、 复配表面活性剂等因素对该探针的Cu2+检测性能的影响情况。 实验结果显示, 采用十二烷基硫酸钠（SDS）、 曲拉通100（TX-100）、 聚氧乙烯月桂醚（Brij35）等三种不同的表面活性剂对探针荧光体的荧光量子产率产生了明显影响, 测得的荧光探针荧光量子产率介于0.25~0.47, 且三者逐渐增大, 说明表面活性剂改变了胶束内荧光分子芘所处微环境的极性, 且不同类型表面活性剂对微环境极性的影响程度有所差异, 微环境极性的增强对极性更大的激发态芘具有更强的稳定作用。 而受体TCA的加入对荧光体所处微环境极性影响较小, 未对荧光量子产率产生较大影响。 但TCA的加入使探针的胶束聚集数明显减少, 这归因于具有两亲性的受体TCA分子通过胶束自组装进入并分散在表面活性剂分子层中, 形成共胶束结构, 从而改变了表面活性剂分子的聚集状态。 荧光体变更对荧光探针的Cu2+检测性能有显著影响, 在同样条件下, 以荧蒽、 蒽、 菲作为荧光体的探针检测Cu2+所得到的荧光猝灭率远高于芘、 苝, 这主要是因为不同荧光体在从激发态返回基态时辐射跃迁所释放能量不同, 其能量与受体TCA识别Cu2+所需能量之间的匹配度越高, 荧光猝灭率越大。 不同类型的表面活性剂之间的复配能明显提升荧光探针检测性能, 当非离子/阴离子、 非离子/阳离子型复配表面活性剂之间的复配比例分别为7∶3和1∶1时荧光猝灭率达到最大值, 且均高于单一表面活性剂时的荧光猝灭率。 这说明不同类型表面活性剂复配的最佳比例存在较大差异, 但均有效地增强了受体与荧光体的分散性及自组装性能, 提高了对Cu2+的检测性能。 研究结果将为新型胶束自组装荧光探针的设计和应用提供数据参考。

根据激光通信系统中捕跟和通信探测器的实际应用情况, 分别使用消光比和单像元信噪比两种方案评价卡塞格伦光学天线的收发隔离能力,提出了在卡塞格伦光学天线次镜打孔和增加光陷阱的方式抑制后向散射的方法.推导得出当卡塞格伦光学天线次镜开孔的孔径比为0.1~0.3时不影响发射效率, 测试结果表明: 改进后的卡塞格伦光学天线收发隔离度优于－40 dB, 并满足激光通信系统光学天线捕跟和通信的使用要求.

对某国产CMOS图像传感器进行了两种不同能量的电子辐照试验，在辐照前后及退火过程中采用离线测量方法，考察了暗信号、饱和电压、光谱响应特性等参数，分析了器件的电子辐照效应损伤机理。结果表明：暗信号和暗信号非均匀性都随着辐照剂量的增加及高温退火时间的延长而增大；饱和电压在两种能量电子辐照下均出现较大幅度的减小，并在高温退火过程中有所恢复；光谱响应特性无特别明显变化。经分析，暗电流、饱和电压的变化主要由辐照诱发的氧化物陷阱电荷导致的光敏二极管耗尽层展宽和界面陷阱电荷密度增大导致产生-复合中心的增加所引起。

对电荷耦合器件进行了不同剂量率的γ辐照实验, 通过多种参数的测试探讨了剂量率与电荷耦合器件性能退化的关系, 并对损伤的物理机理进行分析。辐照和退火结果表明: 暗信号和暗信号非均匀性是γ辐照的敏感参数, 电荷转移效率和饱和输出电压随剂量累积有缓慢下降的趋势; 暗场像素灰度值整体抬升, 像元之间的差异显著增加; 电荷耦合器件的暗信号增量与剂量率呈负相关性, 器件存在潜在的低剂量率损伤增强效应。分析认为, 剂量率效应是由界面态和氧化物陷阱电荷竞争导致的。通过电子-空穴对复合模型、质子输运模型和界面态形成对机理进行了解释。

为了对4管像素结构CMOS图像传感器的空间应用提供可靠性指导, 对4管像素结构的CMOS图像传感器进行了－40～80 ℃的变温实验, 着重分析了样品器件的转换增益、满阱容量、饱和输出和暗电流等参数随温度的变化规律。实验结果表明, 随着温度的升高, 样品器件的转换增益从0.026 54 DN/e下降到0.023 79 DN/e,饱和输出从4 030 DN下降到3 396 DN, 并且暗电流从22.9 e·pixel－1·s－1增长到649 e·pixel－1·s－1。其中器件转换增益的减小应主要归因于载流子迁移率随温度升高而下降使得像素后端读出电路增益降低; 饱和输出的降低则是因为转换增益的降低, 因为转换增益随温度变化对饱和输出的影响要大于满阱容量随温度变化对饱和输出的影响。