在富Te生长条件下，采用垂直布里奇曼法(vertical Bridgman method, VB)生长的部分碲锌镉 (Cdi—xZn”Te, CZT)晶体内存在导电类型转变界面。为深入探讨碲锌镉晶体导电类型转变界面形成的 原因，结合晶体导电类型和红外光谱透过率的测试结果与第一性原理的理论计算进行分析，结果表明， 碲锌镉晶体内的导电类型转变界面是晶体生长过程中形成的Cd空位(Vcd)缺陷与Cd间隙(CdJ缺 陷导致的。在富Te条件的生长过程中，Cd空位缺陷易于形成，碲锌镉晶体材料中含有大量的Cd空 位缺陷，材料的导电型为p型。在晶体生长结束阶段的降温过程中，Cd原子会扩散至碲锌镉晶体中， 促进了 Cd间隙缺陷的形成，在碲锌镉晶体材料中形成Cd间隙缺陷，导致晶体材料的导电性转变为n 型。

采用传统布里奇曼法生长碲锌镉晶体, 在配料过程中添加适当过量的 Cd, 并在晶体生长结束阶段的降温过程中加入晶锭原位退火工艺, 晶体的第二相夹杂缺陷得到了有效抑制。根据晶体第二相夹杂缺陷的形成机理, 结合热扩散理论和碲锌镉晶体的 P-T相图, 研究了退火温度对晶体第二相夹杂缺陷密度和粒度(尺寸)的影响, 获得了抑制碲锌镉晶体第二相夹杂缺陷的退火条件。利用优化的退火条件制备碲锌镉晶体, 晶体第二相夹杂缺陷的尺寸小于 10 .m, 密度小于 250 cm-2。

在富 Te生长条件下，通过垂直布里奇曼法制备的部分碲锌镉晶体内存在导电类型转变界面。采用富 Te液相外延技术在含有导电类型转变界面的碲锌镉衬底上生长碲镉汞薄膜，制成的红外焦平面探测器响应图上存在明显的响应不均匀分界面。碲锌镉晶体的导电类型转变由缺陷类型的不同引起，为消除碲锌镉衬底的导电类型转变界面，提升碲镉汞红外焦平面的成像质量，对含有导电类型转变界面的碲锌镉晶体进行了 Cd饱和气氛退火实验，研究了时间和温度等退火条件对晶体导电类型转变界面的影响，探讨了 Cd间隙和 Cd空位缺陷的形成机制，为晶体生长过程中的 Cd空位缺陷抑制提出了解决思路。

三维(3D)非扫描激光雷达具有多表面目标距离分辨能力，可以用于对隐藏和伪装目标的识别。为了快速、准确地估计3D非扫描激光雷达多表面目标距离信息，提出了基于期望值最大化（EM）的单像素多表面目标的距离估计算法，通过对系统点扩展函数的参数化，该算法可以同时估计出成像系统点扩展函数和目标的距离信息。仿真实验结果表明，相比于传统的混合高斯匹配算法和维纳空间滤波算法，该算法在系统点扩展函数未知的条件下，可以将目标的距离估计精度分别提升大约70%和40%。

通过参数估计方法对条纹管成像激光雷达的距离分辨率进行了研究，利用数理统计理论分析了距离分辨率的Cramer-Rao下限(CRLB,fCRLB)。研究了条纹管激光雷达回波信号统计模型，推导出了条纹管成像激光雷达距离分辨率的fCRLB计算公式，分析了fCRLB随距离间隔的变化关系，利用fCRLB对条纹管激光雷达的距离分辨率的影响因素进行了研究。结果表明，距离分辨率的fCRLB随着目标距离间隔的增加而减小，提高回波信号的信噪比和条纹管的扫描速度都可以减小距离间隔估计方差的fCRLB，从而提高成像系统距离分辨率;针对特定的条纹管扫描速度，存在最佳激光脉冲发射宽度，使得系统距离分辨率达到最高。

脉冲激光雷达探测的性能直接与激光束的质量和能量有关, 而激光驱动电路则直接决定了脉冲激光的功率和脉冲宽度。基于半导体激光雷达探测系统的要求, 设计出应用于激光雷达发射系统的大电流纳秒级脉冲半导体激光二极管的驱动电路。介绍了电路的系统结构和驱动级电路的模型及其理论分析, 推导其电流数学模型计算公式, 并对关键器件的选择进行了总结; 运用SPICE仿真程序对驱动电路进行了仿真。制作了印刷电路板, 得到峰值电流25A, 脉宽15ns的脉冲电流, 满足设计要求。

条纹管成像激光雷达(STIL)是一种新型闪光式激光成像雷达，具有大视场、高分辨率、高帧频等优点，其条纹数据的准确提取是后期目标图像三维重构的关键，现有的峰值探测法忽略了噪声与CCD采样误差对目标条纹数据偏差的影响，在提取条纹数据时存在较大的误差。针对其影响并基于对特定回波波形及理论回波波形的分析，提出了一种新的条纹数据提取算法，不但能够有效降低噪声和CCD采样误差对条纹数据提取的偏差，更能够方便地去除系统的整体综合噪声。为验证该算法的准确性，设计了阶梯目标成像实验，实验结果表明该方法可以明显提高条纹管成像激光雷达条纹数据提取的精度。