利用提拉法生长了Si4+共掺杂Yb∶YAG单晶, 该晶体属于立方晶系, Oh10-Ia3d空间群。掺杂的Si4+没有改变YAG的晶体结构, 但是影响了发光离子的价态。吸收光谱表明Si4+的引入使得Yb2+含量增多, 这是由于Si4+引入了过量的电荷, 为满足电价平衡, Yb3+转换为Yb2+。Yb2+的出现降低了Yb∶YAG的发光强度。稳态X射线激发发射光谱结果表明Si4+共掺杂Yb∶YAG晶体的发光强度是Yb∶YAG的63%, γ射线激发下的光产额降至原来的40%。此外, 由于原料中含有多种Yb的同位素, Yb∶YAG除了可以被X射线、γ射线激发出荧光外, 还可以与中子发生核反应产生带电粒子, 进而引起次级反应产生荧光。荧光的产生仍然由Yb3+决定, 因此, Si4+掺入也降低了中子探测灵敏度。

基于可调谐半导体激光吸收光谱技术,研制了一套近红外波段的乙炔(C₂H₂)气体检测系统,该装置采用波长调制-多光程吸收光谱技术,提高了系统的检测灵敏度;为了优化系统测量条件,在压强范围为5.3~12.0 kPa和调制幅度为0.010~0.035 V条件下,测量了体积分数为5×10 ^-5的C₂H₂标准气体的光谱信号,并测量了不同浓度的C₂H₂在总压强为10.7 kPa时的二次谐波信号;为了进一步验证系统的稳定性,采集60 s的光谱信号,通过Allan方差分析获得了系统的最佳探测时间和探测极限。结果表明:压强为10.7 kPa且调制幅度为0.030 V时的二次谐波信号强度最大;C₂H₂气体浓度与二次谐波幅值呈良好的线性关系,并且C₂H₂体积分数为1×10 ^-6~5×10 ^-5时的测量误差较小,小于±2%;该实验系统的最佳探测时间为7.2 s,探测极限为2.8×10 ^-11;该仪器采用基于嵌入式系统设计的激光器驱动和数字锁相放大器,具有结构简单、体积小、便于集成等特点,适用于工业现场和气体运输等方面。

背景光噪声和探测器暗噪声是影响激光测距系统探测灵敏度的重要因素，根据所选探测器的特性，仿真分析了温度对探测器暗噪声的影响，当温度由60 ℃降低到-40 ℃时，探测器噪声等效功率减小1个数量级；同时采用光谱滤波和空间滤波法抑制背景光噪声，从而提高激光测距系统探测灵敏度。仿真计算结果表明，当同时采用降温、光谱滤波和空间滤波方法抑制噪声时，探测灵敏度可提高7.7倍。

基于地物波谱库和生物参数模型技术，模拟生成具有已知LAI的地物光谱模拟信号，顾及到大气状况、遥感探测器光谱响应特性等因素的影响，采用计算机模拟技术模拟生成了星载传感器遥感模拟信号.在此基础上进一步分析了CBERS-1、SPOT-1 HRV1、LANDSAT-5 TM和NOAA-14 AVHRR传感器在探测LAI方面的性能差异.最后以对LAI的敏感性为准则，设计和模拟试验了LAI的最佳探测波段，提出了一种基于模拟信号的多波段遥感探测器参数设计方法.该方法对遥感器通道选择与优化设计具有一定的实用价值.