为精确地评估真空低温状态下大面积黑体辐射源的均匀性，设计了高灵敏度中波红外辐射计。给出了辐射校准的物理模型，详细分析了目标温度200 K和213 K的信噪比，得到真空低温下200 K和213 K目标信噪比分别为460 倍和1 492倍。设计了高信噪比测量200 K目标的总体方案，研制了高灵敏度真空低温环境下使用的中红外辐射计。采用透射式光学系统及温度系数匹配稳定的高刚性光机支撑结构，满足真空低温的环境条件。采用外置黑体标定中红外辐射计的温度/辐射响应度，创新性采用调制器兼顾内置定标辐射源，采用四级TE制冷中红外探测单元，配合高性能探测单元及80 倍动态范围的同步积分锁相放大器，获取大占空比的高质量方波信号用于辐射计算。实验结果表明：在温度77 K、真空度1×10⁻⁵ Pa真空低温环境下，测试213 K目标黑体辐射源，1 h内的信号不稳定度为0.24%；噪声等效温差（NETD）值为0.034 K；测量精度优于2%。中红外辐射计满足真空低温环境下高精度测试微弱目标的要求。

硫化物光纤合束器可以实现对多个中红外光源（2~5 μm）的功率组合和光谱扩展，基于自研As₂S₃多模光纤，使用低温熔融拉锥技术制备得到7×1中红外光纤合束器，分析了拉锥区域的损耗产生机理，并表征和评估了合束器的传输效率和光束质量。实现了输入光纤合束端与输出光纤的高质量熔接（熔接点损耗低至0.45 dB，抗拉张力超过300 g），合束器平均传输效率约为80%，单通道最高输出功率为4.32 W，表现出了优良的传输特性和功率承载能力。

采用射频磁控溅射法在石英衬底和硒化锌衬底上制备了碲化铋薄膜，分别研究了薄膜厚度、退火温度对薄膜微观结构和光电性能的影响。利用X射线衍射仪、X射线光电子能谱仪和冷场发射扫描电子显微镜，分析了薄膜结构、成分和形貌。结果表明，退火有利于薄膜的结晶，且不改变晶体的择优取向。傅里叶变换红外光谱测试结果表明，在石英衬底和硒化锌衬底上沉积的薄膜，光学透过率随着薄膜厚度和退火温度的增加而减小，在硒化锌衬底上沉积的薄膜透过波段比石英长，且光学透过率更加稳定。霍尔效应测试结果表明，随着薄膜厚度和退火温度的增加，薄膜的电阻率逐渐减小，最小为1.448×10^-3 Ω·cm，迁移率为27.400 cm²·V^-1·s^-1，载流子浓度为1.573×10²⁰ cm^-3。在石英衬底上沉积的15 nm厚的Bi₂Te₃薄膜，在1~5 μm波段的透过率达到80%，退火200 ℃后透过率达到60%，电阻率为5.663×10^-3 Ω·cm。在硒化锌衬底上沉积相同厚度的薄膜，在2.5~20 μm波段的透过率达到65%，200 ℃退火后透过率达到60%，薄膜电阻率为9.919×10^-3 Ω·cm。制备的Bi₂Te₃薄膜具有优良的光电特性，是红外透明导电薄膜领域理想的候选材料之一，在红外光电子学芯片制备领域有较好的应用前景。

通常自相似脉冲光纤激光器的增益光纤都为正常色散，而利用色散补偿在反常色散增益光纤的激光器中能否取得相同的效果，目前还缺乏相关研究。这类激光器输出和演化特性有何特点以及应如何优化等都成为有待解决的问题。对色散管理型含反常色散增益光纤的锁模激光器进行研究，通过和传统自相似激光系统的分析和对比，指出其完全符合无源自相似激光器特征，并可达到传统正常色散增益光纤构建的无源自相似脉冲激光器的效果。在理论上拓展了自相似脉冲激光器的可实现范围，弥补了传统自相似脉冲激光器在该方面的欠缺。此外，针对该类型激光器系统的色散图、净色散量和色散补偿部分的非线性等方面对输出脉冲的影响进行了详细讨论，为中红外波段使用反常色散增益光纤的激光器产生更高质量的超短脉冲提供了新思路。

作为中红外波段中最接近O波段和C波段的波段，2 μm波段区域逐渐引起人们的广泛关注。主要对2 μm波段的马赫-增德尔型调制器进行优化设计和仿真，根据2 μm波长下光模场分布的特点，选用具有340 nm厚度顶层硅的SOI衬底，结合实际工艺中240 nm硅刻蚀深度，得到宽度为600 nm以及平板层厚度为100 nm的最优脊波导结构。通过优化掺杂浓度和掺杂区位置获得综合性能最优的调制器器件，在4 V反向偏压下器件光损耗为5.17 dB/cm，调制效率为2.86 V·cm，静态消光比为23.8 dB，3dB EO带宽为27.1 GHz。同时，与220 nm厚度顶层硅器件相比较，器件的综合性能更为优越。研究内容为后续器件实际制作提供了依据，也为后续2 μm波段光收发集成模块所需调制器设计提供了新的方向。