设计了一种并联双结(DPJ)单晶硅太阳电池, 该电池在同一个单晶硅太阳电池内形成一个PN结和一个NP结, 分别吸收短波能量与长波能量。两个结共用一个N型区, 通过N型区形成并联结构。DPJ太阳电池的短路电流比传统单晶硅太阳电池的短路电流提高约11.9%, 电池的开路电压基本保持不变。研究了DPJ太阳电池的最佳工艺条件, 结果显示: 随着深结和浅结扩散浓度的增加, 电池的光谱响应强度均先增加后减小; 深结扩散完成后, 随着杂质再分布扩散温度的提高和扩散时间的增加, 电池的光谱响应强度先增加后基本保持不变; 随着浅结扩散时间和温度的增加, 电池的光谱响应强度有微弱增加。

InP/In_0.53Ga_0.47As 短波红外探测器是一种高性能的近室温工作器件，从200 K 到室温下都能获得较好的器件性能，从而大大降低了对制冷的要求。为了充分利用目标在可见光和短波波段的光谱信息，通过特殊的材料结构设计和器件背减工艺，成功实现了320×256InP/InGaAs 宽光谱红外探测器，能够同时对可见光和短波红外响应，并从77 K 到263 K 工作温度下实现了对人脸、计算机及室外2.3 km处的景物成像。测试样管平均峰值探测率为2×10¹² cmHz^1/2/W，光谱响应为0.6～1.7 μm，光谱响应测试和成像结果同时验证了InP/InGaAs 宽光谱探测器对可见光信号的探测。相比标准的InP/In_0.53Ga_0.47As 短波探测器，InP/InGaAs 宽光谱探测器显示了可见/短波双波段探测的效果，大大丰富了探测目标的信息量，可显著提升对目标的识别率。

由于标准InP/In_0.53Ga_0.47As短波红外探测器的响应波段为0.87~1.7 μm，在高性能夜视中具有重要的应用。为了进一步利用夜天光在可见光区间的辐射能量，需要将InP/In_0.53Ga_0.47As短波探测器的光谱响应拓展到可见光，从而实现包含可见光和短波波段的宽光谱探测。通过特殊的材料设计和背减薄工艺，成功研制了可见光拓展的320×256 InP/InGaAs宽光谱红外探测器。采用增加滤光片的方法完成了器件在可见光、短波的成像演示，结果表明：目标在可见光、短波波段呈现出不同的特征信息，而不加滤光片的可见光拓展InP/InGaAs宽光谱红外探测器则探测到两个波段的信息，既包含目标的可见光信息同时也具有短波信息，从而实现了可见/短波双波段探测的效果，可显著提升对目标的探测能力。

为了满足30 m望远镜 (TMT)三镜系统(M3S)对抗震性能的要求, 对在返回周期为200年和1000年的地震载荷条件下的三镜支撑结构的性能进行了分析。首先, 根据三镜支撑结构的特点, 对TMT整体的地震响应谱进行了修正, 得到了适用于三镜支撑结构的地震响应谱。然后, 分析了三镜支撑结构在不同等级地震激励下的位移、应力和加速度响应。分析结果显示, 当返回周期为1000年的地震从水平面内两个正交方向及竖直方向同时传递到三镜支撑结构中时, 系统响应最大; 此时, 三镜支撑结构中各部件的最大加速度为2.844g, 最大位移为1.544 mm, 最大应力为552.316 MPa, 三镜上最大应力为1.401 MPa。根据材料力学性能可知, 侧支撑杆会发生破坏, 需要采取地震防护措施对三镜进行保护。本文在进行谱分析时较完整地考虑了各项因素, 结果数据精确可靠, 可为三镜系统的详细设计提供指导。

背向散射光诊断系统是惯性约束聚变实验中的重要诊断装置。概述了神光Ⅲ原型激光装置背反系统的基本结构和工作原理，详细介绍了一种全口径光斑透过率和光谱响应标定方法。该方法以高功率激光光源和氙灯光源作为标定源，利用特殊的标定光路形成大光斑覆盖背反系统光学元件的全部口径，模拟散射光在全孔径背反系统上的分布，分别对系统的透过率和光谱响应进行了标定。标定结果表明，全孔径背向散射系统受激拉曼散射支路能对波长大于400 nm的光进行传递，在527 nm处的透过率较低。

设计了基于Si3N4掩模的太阳电池选择性掺杂工艺, 并对其工艺参数进行了仿真优化。选择性掺杂电池的一次掺杂条件为仿真所得最佳非选择性掺杂电池的工艺参数。运用SILVACO软件分别对选择性掺杂的时间、预淀积浓度和温度进行了仿真研究。仿真结果表明, 随着选择性掺杂的预淀积浓度的增加, 光谱响应率先增加后降低; 随着扩散温度和扩散时间的增加, 电池的光谱响应率逐渐减小。所得最佳选择性掺杂工艺参数为预淀积磷硅玻璃杂质浓度1×1019cm-3、扩散温度800℃、扩散时间5min。

环境卫星HJ1A搭载的超光谱成像仪HSI是我国第一个对地观测的星载高光谱传感器, 针对超光谱成像仪缺乏各通道光谱响应函数这一问题, 对传统的反射率基法予以改进, 提出一种不使用光谱响应函数的场地定标方法。 利用敦煌场地2009年8月定标实验数据, 实现超光谱成像仪在轨辐射定标。 通过构建不同形状的光谱响应函数, 分析光谱响应函数形状对最终辐射定标结果产生的误差。 结果表明, 利用新提出的场地定标方法可以实现超光谱成像仪绝对辐射定标, 除水汽和氧气吸收通道外, 光谱响应函数对定标结果的影响小于3％, 采用新定标方法得到的定标系数可以满足应用的需求

锥形光纤是直径沿轴向逐渐变化的一种光纤。使用broyden迭代结合打靶法求解了基于熔融拉锥光纤布拉格光栅(FBG)的耦合模方程，数值分析了光纤轴向上的锥度对FBG光谱的影响。与未拉锥的均匀FBG相比，锥形光纤的FBG光谱向短波长处漂移，光谱带宽增大。由于纤芯束缚光场能力变弱，光谱的峰值反射率和透射深度均减小。锥度越大，这种现象越明显。实验中使用拉锥方法制作锥形光纤，通过在相同拉锥长度的情况下改变拉锥速度得到不同锥度的光纤，研究了锥形光纤损耗与拉锥速度的关系。使用波长为248 nm的紫外激光和周期为537 nm的均匀掩模板在所制作的锥形光纤写入布拉格光栅，研究了不同锥度光纤对光栅光谱的影响。实验结果与理论分析结果基本吻合。

为了克服微光(LLL)夜视系统易受外界环境影响的缺点,在微光夜视系统中加入激光助视系统可以改善系统性能。由于加入激光助视系统后光源类型发生变化,视距公式、光谱匹配系数等都随之变化。根据夜间景物反射特性和激光辐射光谱特性,给出了夜间一些景物在激光助视下的反射光谱,计算了微光夜视仪光电阴极光谱响应和景物反射光谱之间的匹配系数,并分析了其对照度、对比度等参数的影响。

文章中设计的四象限InGaAs雪崩光电二极管(Avalanche Photo Diode ，APD)的管芯结构采用正入光式平面型结构，而材料结构采用吸收区、倍增区渐变分离的APD结构，在对响应时间、暗电流和响应度等参数进行计算与分析的基础上，优化了器件结构参数。试验结果表明，其响应时间≤1.5 ns，响应度≥9.5 A/W，暗电流≤40 nA，可靠性设计时使PN结和倍增层均在器件表面以下，可有效抑制器件表面漏电流，提高器件的可靠性。