用FDTD方法计算了二维正方形复式晶胞光子晶体的光子特性.通过光子能带结构、光子态密度的分布以及沿ГX方向透射谱的计算,发现透射谱光子带隙的位置与能带结构符合得很好.光子态密度的分布也表明存在全带隙的光子频率范围,进一步研究给出这种结构光子晶体全带隙存在的物理起源.

报道了用MBE的方法,在3英寸Si衬底上制备ZnTe/CdTe(211)B复合衬底材料的初步研究结果,该研究结果将能够直接应用于大面积Si基HgCdTe IRFPA材料的生长.经过Si(211)衬底低温表面处理、ZnTe低温成核、高温退火、高温ZnTe、CdTe层的生长研究,用MBE方法成功地获得了3英寸Si基ZnTe/CdTe(211)B复合衬底材料.CdTe厚度大于10μm,XRD FWHM平均值为120 arc sec,最好达到100 arc sec,无(133)孪晶和其他多晶晶向.

采用Sol-Gel方法,通过快速热处理,在Pt/Ti/SiO2/Si衬底上制备出Pb(Zrx,Ti1-x)O3成分梯度薄膜.经俄歇微探针能谱仪(AES)对制备的"上梯度"薄膜进行了成分深度分析,结果证实其成分梯度的存在.经XRD分析表明,制备的梯度薄膜为四方结构和三方结构的复合结构,但其晶面存在一定的结构畸变.经介电频谱测试表明,梯度薄膜的介电常数比每个单元的介电常数都大,但介电损耗相近.在10 kHz时,上、下梯度薄膜的介电常数分别为206和219.经不同偏压下电滞回线的测试表明,上、下梯度薄膜均表现出良好的铁电性质,其剩余极化强度Pr分别为24.3和26.8 μC·cm-2.经热释电性能测试表明,热释电系数随着温度的升高逐渐增加,室温下上、下梯度薄膜的热释电系数分别为5.78和4.61×10-8 C·cm-2K-1,高于每个单元的热释电系数.

分析了红外焦平面阵列非均匀性噪声的空间频率特性,指出空间低频噪声为其中的主要成分.利用实际IRFPA定标数据,也得出了相同结论.针对传统空域自适应校正方法去除低频空间噪声存在的不足,本文提出采用一点校正和空域自适应校正相结合的方法.实验结果表明,新方法在空间低频噪声占优时能获得好的校正效果.

通过对垂直方向具有光学微扫描的288×4焦平面热成像过程的分析研究,提出了一种可实现亚像元成像处理算法,在垂直扫描的方向可使探测器传递函数的截止频率提高一倍,可明显改善系统成像质量和作用距离.算法简单,处理工作量小,易于实现实时处理.算法的实现对提高扫描型热成像系统的技术战术性能指标具有重要意义.

介绍用于HL-2A 偏滤器托卡马克装置的远红外(FIR)激光干涉仪及其在等离子体电子密度测量中的应用.一种新的软件比较相位技术被用来计算相移.自恰式光路设计方法用于内壁挂镜光路的设计.防污染装置延长了真空室中反射镜的使用寿命.电子密度测量结果表明偏滤器位形的等离子体放电减小了等离子体与第一壁的相互作用,等离子体密度比孔栏放电位形的略为偏低.

以双中心模型为基础,研究了同成份和近化学比掺铁铌酸锂晶体在稳态情况下的非挥发双色二步全息存储性能.通过比较在相同记录条件下同成份(锂的摩尔浓度为48.5%)与近化学比(锂的摩尔浓度为49.5%)掺铁铌酸锂的总空间电荷场的大小可以看到,在连续光所能达到的光强范围内,近化学比LiNbO3:Fe的总空间电荷场明显大于同成份LiNbO3:Fe的总空间电荷场.但是在高光强下,同成份与近化学比LiNbO3:Fe都可以达到106 V/m量级的光致空间电荷场.

在同一Hg_1-xCd_xTe晶片上(x=0.217)制备了单层ZnS钝化和双层(CdTe+ZnS)钝化的两种器件,对器件的低频噪声和暗电流进行了测试.发现单层钝化的器件在反偏较高时具有较高的低频噪声,在对器件的暗电流拟合计算中发现,单层钝化的器件具有较大的表面隧道电流,而这正是单层钝化器件具有较高低频噪声的原因.并通过高分辨X射线衍射中的倒易点阵技术RSM(reciprocal space mapping)研究了两种钝化对HgCdTe外延层晶格完整性的影响,发现单层ZnS钝化的HgCdTe外延层产生了大量缺陷,而这些缺陷正是单层钝化器件具有较高的低频噪声和表面隧道电流的原因.

利用青海湖水文自动观测浮标系统测得的水表温度和NCEP再分析资料的探空数据对HY-1/COCTS热红外通道进行在轨绝对辐射定标.该方法定标结果与常规场地试验定标结果一致,可以实现对卫星热红外通道的在轨连续场地绝对辐射定标.

传统的基于距离变换的骨架算法不能保证骨架的连通性,需要引入鞍点解决连通问题.该类算法复杂,且不够准确,同时鞍点的定义很难推广到三维,限制了传统算法的发展.本文提出一种新型骨架算法,在图形内根据距离变换的约束,由骨架种子点开始以单像素宽度逐点生长出各骨架分支,逐点生长保证了连通性.实验证明该算法的骨架生长过程是骨架由粗到精的演变过程,能够方便地实现骨架的多尺度控制.

与可见光遥感不同,热红外传感器测得的辐射亮度值是温度和发射率的函数,因此,对于热红外遥感,温度和发射率的分离是一个关键问题?本研究从普朗克方程的维恩近似出发,定义并推导出与温度无关的ALPHA差值谱,并进一步提出消除维恩近似影响的修正项.以此为基础,在不考虑大气下行辐射影响的条件下,借鉴ALPHA导出发射率法和ASTER TES算法的优点,提出一个新的发射率温度分离算法.与现有发射率温度分离算法相比,该算法的优点是原理清楚,流程简单,求解速度快,结果精度高,并且适用的温度和下垫面范围宽.

讨论了PCNN的实现方法及其在图像处理中的应用等问题.在PCNN的具体实现中,网络被强制为单循环网络,通过简化模型、阈值查找表、整数运算等技巧,降低了PCNN的时间复杂度.引入了时间索引图、指纹时间序列等概念,将PCNN与传统的图像处理技术结合起来,为实现PCNN的自动图像处理提供了一条新的途径;应用时间索引图,可以实现图像增强、边缘检测、图像分割和特征提取等.推导了PCNN的适用条件,并提出了一种实用的连接系数估计方法,对PCNN参数设置有着直接的指导作用.

在大量实测的城市地物光谱数据的基础上,对3种有代表性的光谱匹配模型,即最小距离、光谱角度匹配(SAM),光谱相似度匹配进行了深入计算和分析,在这3种模型中,以SAM表现程度较好,但都不是最理想,区分程度不是很高.为增强区别程度,本文引入了导数对光谱匹配模型进行了重新计算,分析结果表明,一阶导数能明显增加3种光谱匹配模型的区分度,尤其是最小距离法增加非常明显.

采用碳还原法,制备了电子俘获型红外上转换材料(CaS:Eu,Sm).研究了反应机理、还原原理、红外上转换机理以及灼烧温度对 CaS晶格形成和发光性能的影响.样品的XRD测试结果表明, CaS:Eu,Sm为面心立方结构,样品的激发谱位于200～600nm,样品的荧光发射光谱是峰值分别位于567nm,606nm和630nm的宽带谱,上转换发光峰值位于625nm,上转换发光的光谱响应范围位于800～1600nm.

利用GMS-5多通道资料和MODTRAN辐射传输模式设计并实现了用卫星红外分裂窗通道反演大气可降水的物理反演算法.采用1998年夏季的资料进行了大气可降水反演试验,并使用探空资料对反演结果进行检验,其均方根误差为3.30mm.为了在业务上实现大气可降水物理反演算法,设计了通过利用GMS-5资料、数值预报资料以及RTTOV7快速辐射传输模式的反演大气可降水的物理算法,并用探空资料对反演结果进行检验,其均方根误差为4.09mm.结果表明:RTTOV7快速辐射传输模式的引入,使反演速度有显著的提高,能够满足业务要求.

红外辐射特性是导弹突防性能评估的重要指标,而红外辐射测量则是导弹预警和识别的主要手段,红外辐射特性测量的研究具有较大的**应用价值.本文通过对目标的红外辐射特性及大气衰减的理论分析,探讨了提高陆基长波红外辐射探测能力的技术途径.

传统的图像过渡区提取算法基于梯度算子,算法对噪声敏感且受剪切值Llow与Lhigh的限制.通过对过渡区像素属性的深入分析,提出基于局部复杂度的过渡区直接提取算法.局部复杂度的滤波作用提高了算法的抗噪性,直接提取则使算法摆脱了对Llow与Lhigh的依赖.实验结果表明,局部复杂度方法优于传统的基于梯度算子的过渡区间接提取方法.

中等功率的连续波回旋管在工业领域有着重要的应用前景.本文对工作在28GHz频率的工业应用回旋振荡管进行了自洽非线性计算.结果表明,在二次谐波工作条件下,选取TE02模式,当电压为32kV、电流为6A时,可以获得连续波输出功率～50kW,效率～28%.