利用短时傅里叶变换计算速度快的特点，先对瞬态位移干涉仪信号进行预处理，得到速度的轮廓范围.据此估计小波变换中尺度因子的范围，然后用连续小波变换的方法对信号再次进行处理，用此方法分析计算机模拟出的位移干涉信号，恢复的速度相对误差小于2%.对高速爆轰实验中的位移干涉信号分别采用短时傅立叶变换、小波变换和二者相结合的方式进行分析，并记录三者的计算速度.实验表明，第三种方法能准确地恢复出物体的速度历史，计算误差在系统要求的范围内.本文综合计算速度和计算误差两方面的考虑，选择了适合于瞬态位移干涉信号处理的方法.

为了去除激光干涉测速系统提取的小波脊的大量高频噪声，提高系统测量精度，采用一种基于经验模态分解的小波脊优化的方法，对高频噪声强度进行了很好的抑制，测量误差为原来未优化误差的42.3%，较大幅度提高了激光干涉测速系统的测量精度。结果表明,该方法对经过时频分析的信号去噪有重要的实用价值。

基于0.5μmGaAs PHEMT标准工艺研制了850nm单片集成光接收机前端,集成方式为PIN光探测器和跨阻放大器。论文依据已发表的文献数据为基础并借助SILVACO公司的模拟软件建立探测器模型,实验结果表明,模型和实测结果对比有较好的一致性。光接收机最高工作速率5Gb/s,其中,探测器光敏面直径50μm,电容0.51pF,暗电流小于30nA。跨阻放大器-3dB带宽接近10GHz,跨阻增益约43dBΩ,最小等效输入噪声电流密度约为17.6pA/Hz^1/2。

将激光微细加工“直接写入”、“低温处理”的优势,应用于单片光电集成电路(OEIC)的制作,有利于解决其中的光电兼容问题。详细介绍了本课题组多年来在激光微细加工制作领域方面所取得的进展,完善了实验系统,包括硬件平台的搭建和改进、软件的设计,并最终形成了以计算机为核心的集光机电为一体的自动控制系统,减少了由于人为因素的影响而带来的实验误差,为激光微细加工制作出性能优越的器件创造了前提条件。同时对激光微细加工中的温度这一关键工艺参数进行了大量的理论分析和实验研究,主要包括温度的测量、温度变化规律的分析以及由此对温度参数进行控制的理论分析和研究,取得了进展,提高了激光微细加工的精度并已实际应用于InGaAs/InP平面型PIN光探测器的制作。

利用辐射测温系统进行温度测量时,所测温度的准确性及分布细节会受多种因素的影响,使得实验测得的温度分布远远低于实际值,为了提高温度测量的准确性,提出了一种估计真实温度分布的新方法.这种方法主要包括:将原有探测器更改为带单模尾纤式探测器、减小光接收面面积、将原有的透镜更改为红外消像差透镜,最后利用图像复原技术中的-Lucy-Richardson算法求出最佳真实温度分布估计.其中前4个步骤有效的提高了测温分布细节,实验测得微小面元温度分布半宽值仅21μm,远远小于之前测得的半宽值;Lucy-Richardson算法则将温度分布中被点扩展函数卷积掉的高温部分复原回来,实验测得微小面元温度分布在复原后温度最高值高出复原前最高值近100℃.实验证明这种方法有效的提高了测温准确性.

提出了一种激光诱导液相腐蚀新方法-电极腐蚀法.电极腐蚀法是指进行激光化学液相腐蚀时,在腐蚀溶液中添加电极,以吸引反应中间离子脱离基片表面,实现腐蚀的持续稳定进行.理论分析和实验结果都表明,电极腐蚀法可以有效地加快激光腐蚀的进程;吸附在基片表面的离子在电极作用下,快速迁移出基片表面,保证了基片表面腐蚀溶液构成的稳定,进而得到更加均匀的腐蚀表面;利用电流随腐蚀速率变化而变化的特点,使腐蚀速率和深度的直接监控转变为对腐蚀电流的间接控制,简化腐蚀控制方法.基于以上优点,电极腐蚀法可以克服现有激光腐蚀方法的诸多弊端,改善激光腐蚀性能,在特殊结构光电器件的制作和半导体的微细加工中具有广阔的应用前景.

从半导体激光诱导液相腐蚀的工艺原理出发，对影响刻蚀精度的主要因素进行了分析研究，从刻蚀图像分辨率、侧壁垂直度及底面平坦度、表面均匀化三个方面提出了改善刻蚀精度的方法。

提出了一种消除激光化学诱导液相腐蚀晶体取向影响的新方法——两步腐蚀法。激光化学液相两步腐蚀法实质上是加长非晶向方向图形的腐蚀时间,保证与晶向方向腐蚀程度一致。实验结果表明,晶体取向对激光化学诱导液相腐蚀图形有较大的影响；两步腐蚀法可以有效地消除晶体取向影响,得到需要的图形；与国内外普遍采用的表面抗蚀膜掩蔽和激光光强分布调节等方法相比,具有可以处理内部晶向影响,操作简单,设备要求低等特点,两步腐蚀法可以有效地克服常规方法的诸多弊端,达到消除晶向影响的目的,在特殊结构光电器件和光电集成中具有广泛的应用前景。

激光诱导扩散中,当入射激光光强为高斯分布甚至均匀分布时,微小扩散区的温度分布不均匀.由于扩散系数是温度的函数,必将导致扩散后杂质浓度分布的均匀性较差,无法制作出高性能的p-n结.提出采用多次激光诱导扩散的积分效应来实现杂质浓度分布的均匀化整形.对于InP衬底的CO2激光诱导Zn扩散,利用温度闭环测控系统测得的基片表面热斑温度场分布,分析计算了两次激光诱导扩散重叠区域的浓度分布积分效应.在此基础上模拟计算出,用双次曝光积分效应做杂质浓度分布的均匀化整形时,基片上两次激光照射位置的最佳间隔为20 μm.这为改进激光诱导扩散工艺,用多次曝光实现面均匀的杂质浓度分布奠定了理论基础.

提出了一种研究湿法腐蚀进程的新方法——红外热像法。在湿法腐蚀中,金属或半导体基片浸泡在化学试剂中,由于化学能的作用,会在溶剂中产生热能,从而发出红外辐射,利用红外热像仪,将探测到的红外辐射信号送至计算机进行处理,得到热像图,从而可以对湿法腐蚀的进程进行分析。理论分析和实验结果都表明,红外热像法可以直观地观测到湿法腐蚀时显著的热扩散过程,从而对湿法腐蚀进程的监测、控制具有指导意义,同时也是红外技术应用的扩展。