报道了碲镉汞甚长波红外焦平面探测器的最新研究进展。采用水平液相外延In掺杂和垂直液相外延As掺杂技术生长了p-on-n异质结材料。基于湿法腐蚀、表侧壁钝化以及In柱互连工艺，制备了第一支台面型碲镉汞甚长波红外焦平面器件。在60 K的工作温度下，该器件的截止波长为14.28 m，有效像元率为94.5%，平均峰值探测率为8.98×1010 cm·Hz 1/2·W -1。

针对自由空间和波导传输太赫兹辐射功率兼容测试的需求，开展了光敏面直径为10 mm的多功能太赫兹热释电探测器的相关研究。通过有限元分析及热电耦合仿真设计，建立了敏感元件由100 m 厚的钽酸锂（LiTaO3）晶片和碳纳米管吸收层组成的太赫兹热释电探测器模型；采用优化的精确减薄抛光和剥离等关键工艺，重点攻克了采用大晶片多阵列方式制作LiTaO3基太赫兹热释电探测器敏感元件的工艺难题，并完成了太赫兹热释电探测器的研制。在设定条件下，该探测器的响应度为371.8 V/W，噪声等效功率为0.34 nW/Hz1/2。实验结果表明，设计并制作的太赫兹热释电探测器的集成度高、响应度良好、噪声等效功率低，能够有效解决大光斑太赫兹光束功率测试问题。

材料的复折射率是计算偏振度时不可缺少的物理参数。由于直接测量复折射率较为困难，在现有的粗糙表面偏振双向反射分布函数（polarized Bidirectional Reflectance Distribution Function，pBRDF）的基础上，推导了材料的偏振反射率表达式，提出了入射光线为线性偏振时材料表面参数的反演方法，提高了复折射率计算的适用性。反演结果与文献中参考值的对比表明，该反演方法具有较高的可靠性。

在工业生产中，高温蒸汽管道通常用于输送高温蒸汽和高温工业废水等。但为了安全起见，管道通常被放置在环境比较复杂的地方，这不利于工人对管道进行检测与维护。如何快速地定位复杂背景下蒸汽管道的位置并对周围环境进行区分成了一个亟待解决的问题。由于最大类间方差（Otsu）算法不能满足上述要求，基于细胞免疫机制提出了一种改进的Otsu算法。根据红外图像中管道以及复杂背景的特征，该算法计算出两个不同的阈值，并将它们分别用于管道的提取与复杂背景的区分。借助Quartus Ⅱ软件搭建了基于现场可编程逻辑门阵别（Field Programmable Gate Array,FPGA）的软硬件系统，实现了数据通信传输，并对改进的Otsu算法进行了验证。实验结果表明，该算法在应用于管道红外图像时可以取得较好的效果。与几种边缘检测算子和经典Otsu算法相比，本文算法无论是用于管道的提取，还是用于复杂背景的区分，都具有较高的真阳性率(True Positive Rate，TPR)和较低的假阳性率(False Positive Rate，FPR)。

由于探测器原理性的缺陷，红外热像仪所获图像的对比度低、细节不明显。对比度受限的自适应直方图均衡化方法(Contrast Limited Adaptive Histogram Equalization, CLAHE)能够增强红外图像的对比度，但是其受限参数无法适应不同的场景，且需要手动调整。作为一种智能种群优化算法，布谷鸟搜索算法具备强大的寻优能力。基于该算法，使CLAHE方法在不同场景下获取最优参数，进而实现红外图像对比度的场景自适应增强。实验分析表明，这种改进的算法具有可行性和适应性。

静止卫星的高时空分辨率对高影响灾害性天气的监测和预报有显著优势。开展了基于风云四号A星多通道扫描成像辐射计（Advanced Geosynchronous Radiation Imager，AGRI）红外光谱亮温的台风降水反演研究。探讨了正则化反问题方法中K-最邻近（K-Nearest Neighbor，KNN）不同距离度量对降水反演精度的影响。降水反演共分两步：一是降水视场点识别，主要基于训练字典样本，利用KNN识别待反演的亮温“降水”和“非降水”信号；二是降水视场点反演，即在判识视场点有降水的基础上采用正则化反问题方法进行红外亮温降水反演。KNN距离度量分别采用欧氏、标准化欧氏、马氏和布洛克距离。以台风“安比（2018）”为例，开展了降水反演试验。试验表明，反演结果与GPM的相似度较高，且不同距离度量在反演“极端降水”时各有优势。

在固液界面控制方面，对Si等成熟半导体的研究较多，而对锑化铟(InSb)材料的研究极少。对InSb晶体等径段生长过程中晶体拉速、转速和坩埚转速对固液界面形状的影响进行了模拟分析以及实际的晶体生长实验。结果表明，这三个生长参数对固液界面形状的平稳控制具有一定的效果。获得了平稳固液界面控制方法，为后续生长更低位错密度、更均匀径向电学参数分布的InSb材料打下了基础。