对中波碲镉汞光伏探测器进行了实时gamma 辐照效应研究.通过在辐照过程中对器件的电流—电压特性曲线进行测试,得到了器件电学性能随着gamma辐照剂量的变化.研究发现器件在辐照过程中表现出两种典型的辐照效应: 电离效应和位移效应.电离效应可以通过辐照过程中类似光电流的产生来表现出来,而位移效应则通过辐照过程中器件串联电阻的增加来体现.两种效应都表现为总剂量效应.分析认为,由于位移效应引入的辐照损伤随着辐照剂量的增加越来越多,辐照电离效应产生的自由载流子产额随之逐渐降低,说明随着辐照剂量增加,电离效应逐渐降低,而位移效应则逐渐增强,导致器件性能衰退.

采用离子束溅射法通过在CH4和Ar 的混合气体中溅射Ge靶材制备碳化锗(Ge1-xCx)薄膜.分别通过原子力显微镜、拉曼光谱和X射线光电子能谱、傅里叶变换红外光谱以及纳米压痕测试研究了薄膜的表面形貌、化学结构、光学特性和力学特性.同时分析了制备薄膜时的离子源束压和薄膜性质之间的关系.结果表明,薄膜的粗糙度随束压的增大而减小.在较高束压下制备的薄膜含有较少的C元素和较多的Ge-C键.薄膜具有非常好的红外光学特性和力学特性.薄膜在较大波长范围内具有良好的透光性能.C元素含量随着束压的升高而降低,进而导致薄膜的折射率在束压从300 V增大到800 V的过程中逐渐升高.薄膜的硬度大于8 GPa.由于薄膜中的Ge-C键代替了C-C 键和C-Hn键,薄膜的硬度随束压的增加逐渐增加.

通过考虑光电导增益对探测器所加电压的依赖性改进了包含电子持续势能和总电子传输的光电流模型,并进一步将这个改进的模型用于估算探测器的响应率.相应的计算结果与公布的结果相比较,具有很好的一致性,证明了改进模型的正确性.

通过研究Au/P(VDF-TrFE)/Al 电容器的变温(200 K 到310 K)电容-电压曲线,室温下观察到两个极化方向下的电容不对称,这个现象可以应用于非挥发性存储器.电容不对称程度随着温度的降低而变小,当温度低于230 K,电容不对称现象消失.P(VDF-TrFE)与Al电极之间的界面极化层可以解释观察到的电容不对称现象.

研究了部分相干厄密高斯光束沿不同湍流路径的偏振保持.发现相干长度越大,光束阶数m, n越大,偏振随距离改变越小.当天顶角ξ<π/4,在斜程下行路径中极化的演化与无湍流空间一致.长距离通信时,在水平路径中极化的演化与无湍流空间、斜程路径中差异较大.该结论可更有效的选择传输路径,对多自由度空间通信实现具有指导意义.

光纤拉曼放大器的带宽、增益及增益平坦度直接影响了光纤通信系统的传输质量.针对这些参数的优化,根据碲基光纤的拉曼增益谱特性提出了一种双泵浦级联碲基光纤的拉曼放大器结构.并推导了实现增益谱平坦时光纤长度和泵浦参数满足的约束条件.经过对拉曼增益谱的5次多项式拟合,更准确地反映了拉曼增益谱的信息,同时也简化了其实现增益谱平坦的条件.通过Matlab仿真分析得到,当两段光纤分别取0.339 km,0.16 km时,其最大增益为17.81 dB,增益平坦度为0.66 dB ,放大带宽为48 nm.该方案为宽带宽、高增益、增益平坦度小的拉曼光纤放大器设计提供了一种新的思路.

提出了一种新的完整地利用高分辨率光学图像和SAR图像进行城市矩形建筑物检测和高度估计的方法.该方法充分利用了两种数据的互补性,由三个顺序执行的步骤组成: 首先对两种数据分别进行建筑物检测,然后基于一种整合的准则对两种图像进行配准,最后利用一种“假设生成-仿真-匹配”的方法对建筑物高度进行估计.该方法对部分遮掩的建筑物也能取得好的效果.对两个不同场景的测试验证了该方法的有效性.

提出了一种基于统计理论的新颖和高效的量子检测技术,并通过仿真验证方案的可行性.仿真结果表明,该方案较现有方案更高效,更安全.考虑到方案的完整性,文中建立了链路模型以获得方案的阈值.

结合分析法和优化法,针对片上叠层式变压器提出了一种参数提取方法.分析法得出的参数值作为优化法的初始值,从而得出最终的模型参数值.结果表明,在100 MHz~60 GHz频率范围内,硅衬底的叠层式变压器S参数的仿真结果和测试结果吻合很好.

在分析现存点云处理方法的特性后,通过改进三角网构网算法的算法机制,提出了一种基于空间分割的分块优先级机制的三角网表面重建算法,用于重构树冠表面,实现树冠体积的准确提取.通过可视化方法对比了多种算法的点云构网效果,以实验区选定的30棵树为研究对象,利用T-LiDAR获取树冠点云数据,通过人工方法、传统算法和本文的改进算法计算树冠体积,对这些结果进行了对比分析.分析发现: 四种方法之间均显示出较好的相关性(R2>=0.831), 其中所提出的改进Delaunay方法拥有理想的精度,较好稳定性和最少的耗费时间.实验结果表明,提出的算法在点云(尤其是T-LiDAR数据)树冠的体积提取中具有很大的优势.结合T-LiDAR数据还可以实现树冠表面积和生物量等树冠因子的高精度快速提取.

提出了一种新颖的高选择性毫米波带通滤波器及其设计方法.在圆谐振腔的侧壁加入槽型微扰结构,通过调节微扰小槽的角度可以控制滤波器带外传输零点的位置,从而实现了带宽可调、高选择性的双模圆谐振腔带通滤波器.根据该滤波器结构、理论分析和仿真设计基础,研制了在V波段滤波器样品并进行了测试.实验结果与方正吻合得良好.与传统双模圆腔滤波器相比,所提出的滤波器不需要额外的调节结构,其设计方法简单,选择特性高,结构紧凑,具有一定的工程价值用于高性能平面化毫米波滤波器的设计.

设计了将太赫兹波耦合进入波导的耦合器.耦合器由金属材料铝制成,形状为中空圆锥形和圆柱形的结合.在宽带的脉冲太赫兹信号和单频的连续太赫兹信号两种情况下,模拟并实验测试了耦合器将自由空间传输的平行太赫兹波耦合进入反谐振波导,结果显示该耦合器是宽带太赫兹波耦合器.通过优化耦合器几何参数,在太赫兹时域系统下得到振幅耦合率达到71%,振幅增强因子为6.125.

将近红外光谱分析技术用于对山东省代表性绿茶(崂山绿茶和日照绿茶)进行快速、无损伤产地溯源.对平滑处理、一阶微分和二阶微分等几种不同的光谱预处理方法进行了系统性对比和研究创新.提出移动窗口BP神经网络(MW-BP-ANN)算法用于选择特征光谱变量.实验发现,一阶微分和移动窗口-BP神经网络可以大幅提高支持向量机(SVM)分类模型的预测能力.经预处理后,分类模型的最优鉴别准确率可达98.33%.研究结果表明,该光谱变量选择方法对提高产地溯源模型的预测能力起到至关重要作用.

利用仿真软件分析了侧面泵浦(N+1)×1耦合器不同泵浦臂数量对侧面泵浦耦合器效能的影响, 并在实验中验证了分析结果, 得到侧面泵浦耦合器中耦合效率随着泵浦臂数量增多呈下降趋势这一结论。根据这一结论制作了侧面泵浦(2+1)×1耦合器, 输出泵浦功率681 W, 输出功率为同泵浦源(1+1)×1耦合器的两倍, 有效地减少了因泵浦臂数量影响造成的耦合器总功率缺失。

利用全固态分子束外延(MBE)方法在Ge(100)衬底上异质外延GaAs薄膜,并通过高能电子衍射(RHEED)、高分辨X射线衍射(XRD),原子力显微镜等手段研究了不同生长参数对外延层的影响.RHEED显示在较高的生长温度或较低的生长速率下,低温GaAs成核层呈现层状生长模式.同时降低生长温度和生长速率会使GaAs薄膜的XRD摇摆曲线半高宽(FWHM)减小,并降低外延层表面的粗糙度,这主要是由于衬底和外延薄膜之间的晶格失配度减小的结果.

在以单模光纤作为量子信道,并采用光子偏振编码方式的量子密钥分发过程中,光纤的双折射效应会导致光子在光纤中传播时其偏振态发生随机变化,使安全密钥的最终成码率大幅度降低.利用两个四分之一波片和一个半波片的组合作为校正器,可以实现对任意偏振态的校正补偿.建立了一种以该类偏振校正器为执行机构的基于随机并行梯度下降控制算法的实时偏振补偿仿真控制模型,讨论了算法的随机扰动幅度、增益系数与收敛速度的关系,分析了算法对于偏振的校准能力.通过实验对算法的性能进行了验证.实验结果表明,经过一定次数的迭代后可将系统的偏振消光比校正到一个比较理想的状态.

利用同步辐射光电子能谱技术研究了低Sr组分时Pb1-xSrxTe薄膜能带的移动规律,并计算了Pb1-xSrxTe/PbTe异质结中导带帯阶所占比率.当不考虑应力时,该异质结界面导带带阶比率Qc=ΔEC/ΔEg=0.71.当考虑应力时,PbTe能带发生L能谷与O能谷的劈裂,其导带带阶比率分别为QLC=0.47和QOC=0.72.Pb1-xSrxTe/PbTe异质结界面具有类型Ⅰ的能带排列结构,这说明Pb1-xSrxTe/PbTe型量子阱或量子点对电子与空穴都有较强的限制能力.该异质结能带帯阶的精确测量有利于该类三元系半导体异质结在中红外光电器件的研发和应用中发挥重要作用.

将稀疏贝叶斯学习引入线性混合像元分解中,提出一种基于复合正则化联合稀疏贝叶斯学习的高光谱稀疏解混算法.在多观测向量的稀疏贝叶斯框架下,对各参数建立概率模型,经贝叶斯推断得到基于L2,1正则化的联合稀疏贝叶斯解混模型,并将丰度向量的非负与和为一约束加入到凸优化的目标函数中,通过变量分离法将复合正则化问题分解成多个单一正则化问题交替迭代求解,并利用参数自适应算法对正则化参数进行更新.模拟数据和真实数据的实验结果表明,该算法比贪婪算法和凸优化算法能获得更高的解混精度,并且适用于端元个数较多和信噪比较低的高光谱数据.

为了得到相变温度低且性能优越的智能窗光学材料,基于时域有限差分法模拟计算了不同结构的VO2纳米周期点阵相变前后的光学特性,优选出最佳的VO2纳米周期点阵结构.采用直流磁控溅射和后退火工艺在玻璃衬底上制备VO2薄膜,再利用掩膜光刻的方法制备VO2纳米周期点阵结构,测试其组分结构,反射和透过率曲线.结果表明,填充比为0.74的圆形纳米周期点阵的相变温度有效降低了约25 ℃,在波长为1700 nm处的透过率改变量达到39 %,透过率整体高于VO2薄膜,呈现出良好的相变光学特性,说明通过调控VO2纳米周期点阵的结构可以有效提升材料的光学特性.

研究了不同粗糙度的非均匀不稳定表面粗糙导体目标在太赫兹波段的散射特性,区别于采用经验公式的建模方法,提出把随机粗糙面的建模理念应用到太赫兹波段的非均匀不稳定表面粗糙目标的建模中,用描述随机粗糙面的均方根高度(h)和相关长度(l)两个物理量来调节目标表面的粗糙度变化.首先用高斯随机粗糙面模拟非均匀不稳定粗糙目标的表面,然后采用物理光学和等效电流相结合的方法进行仿真计算,分别对不同入射角、不同频率和不同粗糙度的不同非均匀不稳定表面粗糙导体目标,在太赫兹波段散射特性进行了分析,最后得出相关的结论.

建立了大轨道电子注回旋行波放大器的非线性理论,并考虑了电子注偏心时的情况.利用该理论分别研究了大轨道电子注偏心对工作模式和返波振荡模式的影响.结果表明,对于工作模式,偏心导致放大器的平均单位长度增益下降,而对于返波振荡模式来说,偏心导致了可能存在的振荡模式发生变化,使得大轨道电子注偏心时的模式竞争更加复杂.

提出了一种基于硅锗(Ge-on-Si,GOS)的新型亚微米光波导,通过调节二阶色散对此波导的结构进行了优化设计,研究了其在波长为3~6 μm间的连续光波长转换性能.数值结果表明,在脊宽2.8 μm、脊高1.6 μm,平板厚度0.48 μm的优化结构下,当泵浦光波长在靠近二阶零色散点的负色散波长区时可以实现高转换效率宽带中红外波长转换,3 dB转换带宽可达到1664 nm,在0.05 GW/cm2的泵浦光功率密度下,最大转换效率可达到-2.479 dB.该波导在中红外波段具有波长转换带宽大、转换效率高的优点,在未来空间光子网络与通信方面具有潜在的应用前景.