阐述了一套基于频域技术的新型近红外光学乳腺成像系统.与本实验室曾经研制过的多光源、多探测器样机相比,此系统采用单光源、单探测器,因而从根本上避免了多通道成像系统中各路之间不匹配的现象,并简化了结构,同时降低了成本.仿体实验和临床实验结果证明,本系统具有较高的灵敏度和分辨率,可能成为一种行之有效的乳腺癌检测方法.

根据长波红外相机积分时间短的特点,阐述了多次采样叠加技术的原理和应用.并在此基础上分析了采用多次采样叠加技术对系统MTF产生的影响.给出了不同采样系数和叠加次数对应的系统MTF变化.当采样系数固定时,探测器MTF随叠加次数的增加而减小,系统推扫方向MTF随叠加次数的增加而减小.

用球面波展开的多重散射理论计算了光子量子阱的透射系数.光子量子阱由两层光子势垒之间夹置一层均匀介质构成,由于光子带隙的失配,类似于电子量子阱,形成所谓光子量子阱.对透射峰位置的计算结果表明某些光子态以量子化的形式存在,满足量子化频率关系.同时证明有限高的光子势垒在不同光子能级中起到不同的限制作用.共振峰的位置和数量可通过改变阱宽而实现人工调控,通过适当选择阱和垒的参数能够实现高质量的多通道滤波.对光子晶体耦合双量子阱的计算表明,当阱间的垒宽度增加时,两个模式的耦合减弱,模式分裂的间距减小.

介绍了国内非制冷铁电混合式红外焦平面探测器的最新研究进展,给出器件所采用的铁电材料的基本物理和电学特性参数、器件的热隔离技术和相应参数、读出电路的基本结构和性能,详细讨论了影响性能的关键参数和工艺,最后对试验结果进行了分析.

针对毫米波功率合成技术研究,吸取传统Wilkinson电桥的优点,提出了一种新型低损耗毫米波微带集成3dB电桥,其成本低、加工制作容易、在32GHz～37GHz,插损为0.2dB;以此3dB电桥为基础的Ka频段功率合成网络,在频率33～35GHz,合成效率达75%.

高光谱遥感图像中不仅存在空间域噪声而且存在光谱域噪声.传统的图像滤波仅对图像空间域噪声进行处理,而不能去除光谱域噪声,为改进这种状况,提出了DSGF(Derivative based Savitzky-Golay Filter)方法.首先,基于反射率光谱的二阶导数对反射率光谱各波段噪声大小进行判定,然后用不同大小平滑窗的Savitzky-Golay滤波器对反射率光谱作两步滤波.对高光谱图像进行的逐像元DSGF滤波,在去除光谱域中噪声的同时,保留了图像反射率光谱的大部分细微特征.

在可靠性筛选中检测具有潜在损伤的器件一直是个难题.对GaAlAs红外发光二极管(IRLED)功率老化前后低频噪声的测量发现,1/f噪声幅值与偏置电流的γ次方成正比(小电流区y=1,在大电流区y≈2),且老化后1/f噪声幅值比老化前增大2个数量级.基于载流子数涨落和迁移率涨落机制建立了一个GaAlAs IR LED的1/f噪声模型,分析结果表明GaAlAs IR LED的1/f噪声在小电流时反映体陷阱特征,大电流时反映激活区陷阱特征,1/f噪声的增加归因于功率老化诱生的界面陷阱和表面陷阱,1/f噪声可以用来检测GaAlAs IR LEDs的潜在缺陷.

为使RTTOV7能模拟FY2B红外、水汽通道辐射率,综合GENLN2计算的6个卫星天顶角的600-3000 cm-1的精确大气透过率,以及这两个通道的光谱响应函数,采用多元线性回归方法计算出适当的透过率系数.利用新的透过率参数,以相同的大气廓线作输入参量,对FY2B和GMS5的模拟分析表明,RTTOV7能得到相似的模拟亮温.利用ECMWF预报廓线以及新的透过率参数模拟FY2B水汽和红外亮温与实际观测的误差对比分析表明该模式能在短时间内以较高的精度模拟该卫星通道的辐射观测.

自适应Butterworth高通滤波是一种有效的海空复杂背景下红外小目标检测方法,但其在序列图像检测中不可避免地存在虚警.该研究通过估计因前后帧间不同截止频率导致Butterworth高通滤波后红外图像中小目标局部能量值的变化情况,可实现对滤波后图像中小目标检测阈值的自适应调整.实验结果表明该算法不仅可很好解决上述虚警问题,而且对跟踪过程中可能出现的目标消失或背景突然变化的情况也有良好的适应性.

介绍了一种基于标准硅工艺的微悬臂梁非致冷红外探测器的设计和制作.由于氮化硅和铝的热膨胀系数相差很大,用这两种材料的薄膜做成的双材料微悬臂梁在红外辐射下温度升高并发生弯曲,微悬臂梁和衬底形成一个可变电容,通过检测电容的变化来反映微悬臂梁的弯曲,从而可以探测红外辐射的情况.利用外部测试设备对单元探测器进行测试表明,该微悬臂梁对红外辐射有很高的响应.

分析了高帧频帧转移面阵CCD的工作机制,设计了驱动电路和信号处理电路,获得了帧频为130帧/秒的高清晰图像,并提出了一种采用遮光板来提高帧频的新方法.该方法将帧频提高到了400帧/秒,具有较高的有效曝光比,并进一步改善了图像的质量.

从用傅里叶变换红外光谱仪(FTIB)测量室内高温气体的红外发射光谱出发,对气体辐射源的几何参数进行了优化设计.讨论了辐射源的几何参数--R、f、H的范围.指出了获得高温气体不连续发射光谱和连续发射光谱的条件;对高温气体的辐射特性进行了研究.

采用气态源分子束外延方法及应用有源区同质结构及较薄的组分渐变InxGa1-xAs缓冲层,研制了波长扩展的InGaAs/InP光伏探测器系列,其室温下的截止波长分别约为1.9 μm,2.2 μm.和2.5 μm.对此探测器系列在较宽温度范围内的性能进行了细致表征,结果表明在室温下其R0A乘积分别为765,10.3和12.7 Ωcm2,比室温降低100K时其暗电流和R0A可改善约3个量级.瞬态特性测量表明此探测器系列适合高速工作,实测响应速度已达数十ps量级.

用矩阵运算法对"均匀"和"等比"两种连续结构的带阻及低通滤波器进行了研究,分析了结构参数对滤波器性能的影响.实际制作并测试了滤波器,理论与实验结果基本一致.

利用基于波长扫描法而改进的测试装置对一段很短长度(2m)保偏光纤进行了测量,采用极值密度法计算光纤的偏振模色散.在计算过程中采用了一种有效的信号提取方法,大大降低了噪声的影响,提高了测量的准确度.

基于耦合波理论,波导轴线采用常规圆弧弯曲和改进的正弦弯曲结构,对TE0i-TM11模式变换器进行全面优化分析,计算中考虑了多模、反向波、金属壁所带来的欧姆损耗以及相位重匹配等因素.以正弦弯曲设计的Ka波段TE01-TM11模式变换器的转换效率达到99%,带宽超过32%,并得出常弯曲结构中波导半径、波导曲率、变换器长度和转换效率之间的关系.

针对温度与发射率分离模型的缺陷,提出了一种模型改进方法,利用模拟数据对比研究了模型改进前后温度与发射率的反演精度;并从理论分析和模拟计算两个角度探讨了修正前后模型对初始发射率设定的变化、大气下行与上行辐射和大气透过率等校正误差的敏感程度.研究结果表明,修正后模型的反演精度明显高于修正前的模型,除大气下行辐射校正误差外,其它误差都影响着两种模型的反演精度,但修正后的模型对这些误差的敏感性小.

在时域上分析了激光欺骗式干扰作用时,激光导引头的信息处理过程.以具有抗干扰措施的激光制导系统为干扰目标,采用转发式激光欺骗干扰设备为干扰源干扰激光导引头,通过外场试验从系统级角度研究了欺骗式干扰与激光制导系统相互作用效应.用所记录的目标视线和系统光轴角误差数据表征相互作用效应,说明激光欺骗式干扰对激光导引头的影响与干扰设备的激光输出功率、欺骗信号的特性、外界环境因素以及激光导引头的信息处理方式密切相关.