光频域偏振测量（OFDP）是一种基于扫频激光干涉原理的分布式光纤偏振测试技术，它能够精确获取保偏光纤、器件、组件与光路的偏振特性及其空间分布，实现高性能器件与光路的性能测试与质量评价，以及缺陷分析与故障诊断。OFDP优点是可兼顾超高测量灵敏度、超大测量范围、高精细度、长测量距离、动态快速测量等，已逐渐发展成为性能最优的分布式光纤测量技术之一。本文回顾了OFDP的测量原理，定量分析了分布式偏振串音的测量极限，综述了分布式偏振测试性能提升的若干关键技术，给出了高精度偏振器件与光路的测试典型应用，并讨论了其技术挑战和未来潜在的研究方向。

采用光栅耦合结构的焦平面阵列（Focal Plane Array,FPA）在工艺上难以制备,反射耦合结构较为容易。为探究反射耦合结构是否可以在小尺寸范围内替代光栅耦合结构,文章使用FDTD电磁场仿真软件MEEP构建了光栅耦合结构和反射结构GaAs/AlGaAs量子阱红外焦平面阵列三像元模。通过对器件内部光学串音进行仿真,验证了在逼近衍射极限时,采用全内反射结构的FPA在5~7 μm和8.5~10 μm之间的抗串音效果强于光栅耦合结构,而在6.5~8.5 μm和10~12 μm之间,光栅耦合结构的抗串音效果更好,在12~15 μm范围内,两种结构的抗串音能力相当。针对15 μm中心距全内反射结构量子阱FPA,探究了反射角度、刻蚀深度和量子阱周期对其串音的影响。

介绍了国内外双色红外探测器的发展现状,并报道了中国电子科技集团公司第十一研究所（以下简称“中电十一所”）自行研制的像元间距为30 m的Si基320×256短/中波双色红外探测器的性能。在77 K测试条件下,短波和中波两个波段的盲元率分别为0.88%和1.47%,平均峰值探测率分别为2.21×1012 cm·Hz1/2·W-1和2.13×1011 cm·Hz1/2·W-1,后截止波长分别为3.129m和 5.285 m,且短波向中波波段的光谱串音为1.38%,中波向短波波段的光谱串音为2.82%。同时,该探测器在双波段具有较好的成像效果,为后续更大面阵、更佳性能的多波段探测器研究提供了基础。

偏振串音是指光纤偏振器件与组件中两个正交偏振传输模式之间在微扰点发生的能量相互耦合的现象，而沿传输方向串音的连续分布既能够直接反映其光学偏振性能，如起偏、椭偏、消偏等特性，也能间接反映其制备工艺和外部环境状态，如连接与固定处的应力和应变、温度状态等。因此，偏振串音是光纤偏振器件与组件的固有性能和环境影响的综合体现，有望发展成为在线测试、诊断评价光纤偏振器件与组件性能的通用特征参量。基于白光干涉原理的光学相干域偏振测量(OCDP)技术是实现分布式偏振串音检测的最优方法，它利用扫描式白光干涉仪实现不同偏振模式间的干涉，对分布式串音发生的空间位置及幅值强度进行精确测量，具有超高灵敏度、超大动态范围、超长测量长度等优点。本文以光纤偏振器件与组件——保偏光纤环和多功能集成光学调制器作为分布式偏振串音精确测量与应用的范例，介绍了基于OCDP 技术的分布式串音测试原理，回顾了测量误差的来源及相应的抑制方法，如由测试光路的参数非理想引入的静态误差以及由测试环境变化引入的动态误差，展示了不同环境温度下光纤偏振器件与组件的精确测试结果。最后，结合光纤偏振器件与组件复杂多变的工作环境，对分布式串音测量方法的发展进行了展望。

第二代地球静止轨道(GEO)气象卫星用于定量化气象预报, 中国已经成功研制出该卫星。卫星上扫描辐射计的探测波段从第一代风云二号的四个增加到现在的十四个, 十四个波段中有八个是红外波段, 覆盖了短波到甚长波的红外波段。这八个红外波段由三个组件来实现, 分别是短波双波段组件(MS-IR), 水汽双波段组件(WV-IR)和长波四波段组件(LW-IR)。 MS-IR组件内包含两个8×1 光伏型的MCT探测器芯片, 及相对应的两个用于光电输出的电压信号转换和放大的CMOS低温放大器。 WV-IR包含两个4×1 MCT探测器芯片。 LW-IR包含两个4×1和一个4×2 MCT探测器芯片。这些组件具有较高的电学和光学特性, 如MS-IR 的D*可达1×1012 cmHz1/2 W-1。 WV-IR的 D*优于8×1010 cm·Hz1/2 W-1。这八个波段的响应谱均实现了定量化控制, 即响应谱控制在给定的内部和外部限制边内。对组件进行了狭缝扫描测试, 结果表明组件内部没有明显的光学串扰。没两个波段间的配准精度优于0.01 mm。文中描述了这些组件的结构以及达到的性能, 如电性能, 芯片配准, 光学串扰和光谱响应。

调制传递函数(MTF)值是表征碲镉汞(HgCdTe)红外探测器成像性能的重要参数。串音是减小探测器MTF值的主要因素之一。合理的器件结构设计可有效地抑制串音,从而提高器件MTF值。介绍了一种含金属框结构的HgCdTe红外焦平面探测器,该器件可有效吸收横向扩散光生载流子并减小器件的串音干扰。对含金属框结构的器件和无金属框结构的器件进行MTF测试及对比分析。测试结果表明,与无金属框结构的器件相比,含金属框结构的器件的MTF值得到显著提高。

基于Silvaco TCAD 三维数值模拟方法研究了小像元HgCdTe 红外焦平探测器的电串音。通过分析中心像元光生载流子纵向输运和横向输运与电串音的相关性，揭示了光生载流子横向扩散是造成小像元HgCdTe 红外焦平面探测器中电串音迅速增加的主要原因。对小像元HgCdTe 红外焦平电串音的抑制方法进行探讨，计算结果表明适当调整吸收层厚度和引入组分梯度能够有效抑制小像元HgCdTe 红外焦平面探测器中的电串音。本文的研究对小像元碲镉汞红外焦平面探测器的设计具有一定的指导意义。

基于Silvaco二维数值仿真研究了界面陷阱对背照式p-on-n台面型InSb光伏红外探测器串音和量子效率的影响,通过分析探测器中复合率分布、空穴电流密度分布、电场分布等与界面陷阱的空间分布及浓度的相关性,揭示了界面陷阱影响探测器的稳态性能的内在物理机制.研究结果表明,N-型InSb有源区与钝化层界面处的陷阱和像元台面间的界面陷阱都会在提高串音性能的同时降低量子效率,但由于两者作用区域不同,所以对两种性能的影响程度不同.

采用高倍光学显微镜和焦平面探测器测试系统对焦平面探测器相连缺陷元进行了测试分析, 研究了焦平面探测器相连缺陷元的成因。研究结果表明: 借助高倍光学显微镜很难识别相连缺陷元; 采用焦平面探测器响应测试系统进行测试时, 相连缺陷元的响应电压与正常元基本相同, 相连缺陷元无法被识别; 采用焦平面探测器串音测试系统进行测试时, 相连缺陷元之间串音为100%, 明显不同于正常元, 此时两元相连缺陷元响应电压是正常元响应电压的二分之一, 相连缺陷元可以被有效识别。光刻腐蚀引入的台面或电极相连, 以及光刻剥离引入的铟柱相连导致了缺陷元的产生; 通过光刻腐蚀、剥离工艺优化, 可以有效减少焦平面探测器相连缺陷元。