为提升大面阵II类超晶格红外探测器的性能、产量和材料质量，对3 in长波InAs/GaSb II类超晶格分子束外延(Molecular Beam Epitaxy, MBE)生长工艺优化进行了研究。结合反射式高能电子衍射（Reflection High-Energy Electron Diffraction, RHEED）条纹研究了不同的去氧化层温度和生长温度对3 in外延片质量的影响。使用光学显微镜、原子力显微镜(Atomic Force Microscopy, AFM)、表面颗粒检测仪、白光干涉仪、高分辨X射线衍射仪（High-Resolution X-Ray Diffractometer, HRXRD）以及X射线衍射谱模拟分别对外延片的表面形貌、均匀性和晶格质量进行了表征。优化后外延片1 μm以上缺陷的密度为316 cm-2，粗糙度为0.37 nm，总厚度偏差(Total Thickness Variation, TTV)为19.6 μm，77 K下截止波长为9.98 μm。在2 in长波II类超晶格分子束外延生长工艺的基础上，研究了增大GaSb衬底尺寸后相应生长条件的变化情况。这对尺寸增大后III-V族分子束外延工艺条件的调整具有参考意义，也为锑基II类超晶格红外探测器的面阵规模、质量和产能提升奠定了基础。

介绍了二次离子质谱仪（Secondary Ion Mass Spectrometry,SIMS）测试中一次离子束的各参数对测试的影响。研究发现，离子源的选择由分析元素决定，一次束能量决定深度分辨率，入射角度影响溅射产额，一次离子束的束流密度影响溅射速率。因此，在SIMS测试中，需要根据分析目的调节相应参数，以获得较好的分辨率。

碲镉汞(HgCdTe)材料的少子寿命是影响碲镉汞红外探测器性能的重要参数。分别采用微波光电导衰减(Microwave Photoconductivity Decay, -PCD)法和微波探测光电导(Microwave Detected Photoconductivity, MDP)法对HgCdTe薄膜的少子寿命进行了研究。结果表明，随着激光功率的增强，样品的少子寿命降低；由于载流子复合机制的变化，HgCdTe薄膜的少子寿命随温度的增加有先增后减的趋势。通过HgCdTe薄膜少子寿命面分布可以得出样品不同区域的载流子浓度分布与均匀性。对于HgCdTe薄膜材料来说，以上两种测试结果的面分布状况相近。

锑化铟焦平面探测器是红外成像系统的重要组成部分，对红外成像的成本和性能都有重要影响。锑化铟晶片的质量及均匀性决定了探测器的性能。通过霍尔效应测试、低温探针法以及微波光电导衰退法研究了锑化铟晶片的电学性能均匀性。结果表明，所制备的锑化铟晶片的载流子浓度和电子迁移率的面分布较均匀，但低温电阻率以及少子寿命的分布呈现较小的非均匀性变化，这主要与锑化铟生长过程中的杂质分凝有关。

基于nBn结构的InAsSb器件具有扩散电流极限低、造价低廉、容易实现大面阵以及可兼容现有III-V族二极管电路等诸多优点，是小型化、低功耗、低成本、高分辨率中长波探测器的首选之一。在InAsSb材料的外延生长过程中，As的组分很难精确控制。为了找到允许的误差范围，研究了用分子束外延 （Molecular Beam Epitaxy, MBE）工艺生长InAsSb材料过程中As组分对材料表面形貌、晶格质量以及器件截止波长等方面的影响。试验结果表明，在保证材料外延厚度小于临界厚度的前提下，材料对压应力的容忍程度比拉应力高。将As组分控制在略小于91%的范围内，不但可以保证材料的质量，而且还能略微增大器件的响应波长。

材料能带以及缺陷能级状态是窄禁带半导体材料芯片制造过程中的重要参数。红外调制光致发光（Photoluminescence, PL）光谱仪是一种无损的有效检测技术。利用该技术对不同的窄禁带半导体材料进行了检测，然后用线型拟合光谱揭示了不同能级间的电子跃迁，并对结果进行了分析。结果表明，红外调制PL光谱是一种有效的材料能带和缺陷能级研究方法。

介绍了工业X射线CT测试仪在红外焦平面探测器中的应用。利用CT可以非破坏性地对杜瓦组件和制冷机进行探伤分析，尤其是探测内部结构故障和缺陷，提高故障问题分析能力和解决效率，为组件返修提供充分依据。后续还能够根据需求筛选合格样品，提高了产品的用户体验，是后续生产工艺的重要保障。

主要报道了用于提高液相外延(Liquid Phase Epitaxy, LPE)长波碲镉汞薄膜质量的碲锌镉衬底筛选方法研究。通过对碲锌镉衬底的锌组分、红外透过率、沉淀/夹杂、位错密度、X射线形貌像和X射线衍射半峰宽等参数进行全面测试以及对外延后碲镉汞薄膜的X射线形貌像和X射线衍射半峰宽进行测试评估,发现目前X射线形貌像和锌组分是影响LPE长波碲镉汞薄膜用碲锌镉衬底的重要参数。结果表明,锌组分处于4.2%～4.8%之间、形貌像衍射强度高且均匀性好是长波碲镉汞薄膜外延用衬底的理想选择。

在用步进扫描傅里叶变换红外(Fourier Transform Infrared, FTIR)调制光致发光(Photoluminescence, PL)光谱仪进行测试时, 基于FTIR的优势, 并结合PL无损、灵敏度高、简单的优点, 通过减弱背景干扰来提高信号强度。研究了背景噪声、杂质能级和温度对InAs/GaSb应变超晶格材料的发射峰强度及位置的影响, 并通过改变测试参数, 总结出了针对不同材料的测试方法。这项研究结果对InAs/GaSb应变超晶格材料的外延生长及后续加工具有参考价值。

在发次任务条件下稳态和瞬时可用度具有局限性,通过惯性约束聚变(ICF)激光装置任务可用度一般模型分析,提出完整的片放系统可用性评价方法.建立片放系统的多层可靠性框图,提出任意发次的威布尔型与指数型分布期望累积失效次数的相等关系,采用分层建模方法构建氙灯多种故障模式下的片放模块任务可用度模型以及冗余结构的片放系统任务可用度评价方法.利用实验数据,验证其有效性并得到国家点火装置(NIF)和神光(SG)装置片放系统任务可用度的稳定增长趋势,给出氙灯可靠性设计指标建议,为巨型ICF 激光装置可靠性工程设计优化提供理论和方法依据.