为深入了解ZnMgO合金薄膜的结构与发光性能的关系，采用ZnO和MgO粉末球磨、冷压成型后再高温烧结的方式制靶，在石英基底上室温射频磁控溅射制备了Mg含量0%～8% (原子数分数) 的ZnMgO薄膜，然后于400 ℃空气退火。采用X射线衍射仪表征薄膜的晶体结构，场发射扫描电子显微镜及附带的X射线能谱仪(EDS)观测薄膜颗粒形貌和化学成分，荧光分光光度计测试光致发光(PL)谱。结果发现：ZnMgO合金膜为纤锌矿hcp结构的固溶体，随Mg含量增加，形貌由近似圆形变为圆形和无规则多边形混合型，原因是(002)晶厚失去主导且长大速率被(101)和(110)超过；PL谱出现一个强的紫光峰(390～393 nm)和一个微弱的近红外峰(758～765 nm)；随Mg含量的增加，紫光峰位先蓝移后红移，近红外峰位则发生红移；400 ℃空气退火后，所有峰位红移，强度显著增大。对退火处理前后出现的紫光峰和近红外峰的来源和变化规律进行了机制探讨。

背照结构的InGaAs焦平面器件, 受其衬底InP的阻挡, 对可见光无响应。针对宽光谱探测的应用需求, 研制了一种像元间距为25μm、阵列规模为640×512的InGaAs焦平面探测器。通过在倒焊互连工艺后, 对器件进行干法、湿法相结合的减薄抛光工艺, 所得探测器阵列（PDA）芯片最终保留厚度约5μm, 实现了对400~1700nm光谱范围内可见光和短波红外光的同时响应, 峰值探测率高于8×1012cm·Hz1/2·W-1, 峰值外量子效率超过85%, 响应非均匀性优于6%, 器件成像效果良好。

针对引力波探测空间天线激光干涉仪对四象限光电探测器提出的低噪声、高灵敏度、高带宽的要求, 设计了一种四象限光电探测器芯片与读出电路混合集成的低噪声光电探测器。四象限光电探测器芯片采用四个性能一致的双耗尽区InGaAs PIN光电二极管单片集成结构, 以降低二极管电容, 减小象限间隔, 提高灵敏度。通过PSPICE软件对由探测器芯片、低噪声跨阻放大读出电路构成的探测器模块进行了仿真, 优化了电路参数, 计算出相应的增益、带宽、噪声功率密度。性能测试表明, 研制的集成式探测器模的-3dB带宽为28.3MHz, 等效噪声功率密度为1.7pW/Hz1/2, 象限增益一致性为0.76%, 基本满足空间激光干涉仪的需求。

统一分析大气海洋高光谱分辨率激光雷达(HSRL)的鉴频性能, 能够为大气海洋的联合探测研究提供帮助。 提出了一种基于视场展宽迈克尔逊干涉仪(FWMI)鉴频器的大气海洋HSRL系统和算法, 用于反演海水和 大气颗粒的180°体积散射系数。该系统的核心在于采用混合-分子双通道接收信号, 其中分子通道 利用FWMI鉴频器滤除颗粒信号, 透过分子信号。研究表明, 反演误差会随着颗粒散射比(总180°体积散射 系数与分子180°体积散射系数之比)增大而线性增大, 而光谱分离比(分子与颗粒透过率之比)的提高能够显 著抑制误差的增长趋势。因为海洋的分子散射与颗粒散射在光谱上更加分离, 因此FWMI在海洋HSRL上的鉴频 能力高于大气HSRL。所提的基于FWMI的HSRL系统能够工作于水体和大气中, 对大气海洋激光雷达的性能提升有重要的意义。

采用半解析蒙特卡洛方法, 开发了一套星载海洋激光雷达回波信号的仿真系统。通过输入激光雷达系统参数和仿真的环境参数, 该系统能够模拟具有不同光学特性的大气和海洋的激光雷达回波信号。同时该仿真系统设计了用户友好的软件界面方便用户对输入参数进行操作, 并直观地看到输出结果。利用该系统进行了多种仿真, 例如不同类型水体以及不同散射相函数的情况, 并将仿真结果与理论的激光雷达信号做了对比, 具有较高的一致性。该系统对星载海洋激光雷达探测机理的研究有一定的指导意义。

研究含汞土壤的修复问题, 采用热解析和低温等离子体综合技术探究新途径, 调整温度、 添加剂、 时间等因素来判断脱汞效果并探究其不同形态, 分析工艺过程废料的内部联系, 并对废气处理进行分析实验。 结论如下: (1)通过改良技术的BCR连续萃取法, 得出研究区汞的形态主要为有机结合态(53%)。 之后依次是氧化物结合态(33%)、 酸可提取态(8%)、 残渣态(6%)。 (2)温度对热解析程度影响较大。 在500℃以上的热解析条件下, 土壤中的汞浓度不足1.5 mg·kg-1。 (3)当选用400℃的解析温度时, 40 min汞去除总体完成。 在低于1 700 mg·kg-1的浓度下, 汞去除率随着土壤中的含量的增大而减小。 (4)氯化钙对于热解析的促进作用最强, 柠檬酸、 升华硫也有一定作用, 硫化钠对于汞去除形成阻滞。 (5)低温等离子体的最佳状态是电源设置电压为22 kV, 频率为660 Hz。 整个系统的汞去除程度可达近90%。Thermal Analytical Low Temperature Plasma Based on Cold Atomic Absorption Spectrophotometry

结合外延材料工艺、芯片工艺及互连集成工艺具体情况, 分析了AlGaN外延材料、探测器阵列芯片及倒焊芯片的均匀性特点, 讨论了影响外延材料Al组分分布均匀性、芯片电阻和电容分布均匀性的各种因素。在此基础上, 提出了改进器件均匀性的技术途径。利用MOCVD外延材料生长技术, 生长了背照式AlGaN-pin异质结构外延材料, 并利用所生长的外延材料制作了320×256元AlGaN日盲紫外焦平面阵列器件。测试所制作的器件, 结果显示, 其光谱响应范围为255~280nm, 位于日盲波段, 0V偏置时272nm峰值波长响应度大于0.16A/W(外量子效率大于72.9%), 有效像元数大于99.2%, 响应非均匀性小于3.36%。

太赫兹波成像技术在人体安检、医学成像、无损检测等领域具有广泛的应用前景。文中面向高速、高灵敏度和便携式太赫兹成像应用需求, 设计实现了一种基于AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管自混频检测机制的太赫兹焦平面成像传感器。该焦平面成像传感器由探测器阵列芯片和CMOS读出电路通过倒装互连实现, 阵列规模达到32×32。探测器阵列中具有对管差分功能的像元设计通过提高探测器的电压响应度和抑制共模电压噪声, 提高了焦平面成像的灵敏度。焦平面成像传感器的输出模拟信号通过片外的模数转换(ADC)芯片转化为数字信号, 由现场可编程门阵列(FPGA)采集后通过Camera Link图像数据与通信接口发送到计算机。利用该焦平面成像传感器, 演示实现了太赫兹光斑、太赫兹干涉环和太赫兹光照下的旋转塑料叶片的视频成像, 帧频达到30 Hz。

CCD键合工艺要求硅铝丝依次在Au焊盘和Al焊盘上完成一、二焊的超声键合。文章分别以Au焊盘和Al焊盘为研究对象, 通过调整键合中的超声功率和线弧高度参数, 在超声功率为20%~50%、线弧高度为1000~1800μm范围内, 设定48组不同的实验条件进行键合, 以键合后拉力测试结果为表征量, 采用工序能力指数(Cpk)的统计方法进行归纳比较, 从中选取最优实验参数用于大面阵CCD键合工艺, 以达到优化键合参数的目的。