针对复杂环境下的弱光信号检测和温度影口的问题，提出一种以 MSP430为核心控制器、雪崩二极管（ APD）为传感器、远距离无线也（LoRa）技术为数据传输的设计方案。该方案采用偏压自适应温度补偿也珞 ，使偏置也压随温度而变化，从而使 APD增益达到稳定。实验表明．通过温度补偿也珞， APD增压受温度影口较小，且增益稳定在100土5 dB，同时该方案对弱光信号检测误差小于 3.92%，且能够在某厂区 10 km以内 实时远程无线监测弱光强度变化。

对基于铟镓砷(InGaAs)材料体系的共面波导型光电导开关进行了理论分析,并研究了开关在无光照的暗态和激光照射的亮态情况下射频信号的传输性能。采用工作波长为1550 nm、脉宽为96 fs、重复频率为103.2 MHz的激光脉冲触发开关对445 MHz的射频信号进行采样,结果表明,该高速光电导开关能实现射频信号的带通采样,同时减小了开关的载流子寿命,有利于实现更高频率的信号采样。

为了研究纹影系统的温度场定量测量技术, 本文详细阐述了纹影技术的定量测量原理, 并通过分析流场纹影图像灰度大小与未被遮挡的光源像面积的关系, 提出了一种新颖的流场温度定量测量的计算方法。首先, 在光学平台上搭建了透射式纹影系统, 将加热平台放置在该系统的测量区域, 利用CCD相机将采集到的纹影图像上传到上位机进行图像处理, 然后采用该算法计算得到温度场的测量值, 并与热电偶的测量值相对比。实验结果表明: 在室温20 ℃时, 将加热平台的温度分别设定为50 ℃和90 ℃, 纹影系统测量得到的温度值相对误差小于10%, 证明了该计算方法的可靠性, 实现了以纹影技术为基础的温度场定量测量。

设计了 nBn结构的 InAs/GaSb II类超晶格红外探测器, 从理论和实验两方面对 nBn器件的暗电流特性进行了研究, 研究结果表明: 理论计算的暗电流和实际测试结果趋势一致。另外, 研制了 p-i-n结构器件并与 nBn器件进行了比较, 测试结果显示: 在 77 K温度下, nBn器件的暗电流要比 p-i-n器件暗电流小 2个量级。温度升高到 150 K时, nBn器件暗电流变大 2个量级, 而 p-i-n器件暗电流变大 4个量级; nBn器件峰值探测率下降到 1/5, p-i-n器件峰值探测率下降 2个量级。可见 nBn器件适合高温工作, 适合高性能红外焦平面探测器的研制。

InGaAs器件具有光谱响应宽、量子效率高、响应速度快、数字化读出、高温工作、可靠性好以及寿命长等优点, 符合新一代微光器件的发展需求, 在国际上成为固体微光器件的一种新选择, 获得了重要的发展和应用。文章就 InGaAs固体微光器件材料属性、器件性能以及成像特点等几方面进行了详细分析, 介绍了当前 InGaAs器件的发展趋势, 以及研制 320×256 InGaAs阵列的最新进展。研究结果表明 InGaAs材料生长及器件工艺具有较好的可控性和稳定性, 为实现高性能、实用化的 InGaAs固体微光器件提供了技术支撑。

InxGa1－xAs材料属于Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体合金材料，随In组分含量的不同，其光谱响应的截止波长可在0.87～3.5 μm范围内变化，并具有高量子效率，加之成熟的MBE和MOVCD材料生长方式，很容易获得大面积高质量的外延材料，InGaAs材料因此成为一种重要的短波红外探测材料。InGaAs探测器可以在室温或近室温下工作，且具有较高的灵敏度和探测率，是小型化、低成本和高可靠性的短波红外探测系统的最佳选择，因此InGaAs短波红外探测器获得了飞速的发展和广泛的应用。同时对国内外InGaAs焦平面探测器发展状况和趋势进行了介绍。

研制了一套实验系统用于测量混浊介质的后向漫散射穆勒矩阵．在系统中，激光被调制成所需偏振态，聚焦于混浊介质表面．利用CCD相机配合相应的偏振元件，测量入射点周围区域的后向散射光中特定偏振态的能量空间分布，并由测量值计算出介质的后向漫散射穆勒矩阵．描述了系统的组成、测量原理以及方法，分别测量了消偏振分光棱镜的反射穆勒矩阵和浓度1．5%的脂肪乳溶液的后向漫散射穆勒矩阵．实验证明：该系统能够完全消除样品表面镜面反射光的干扰，精确的测量混浊介质的后向漫散射穆勒矩阵；并可望用于生物组织的研究中．