随着机器视觉技术的发展，彩色线扫描系统在工业在线检测中的应用日趋广泛。在彩色线扫描视觉系统中，由于照明光源的照度非均匀性、光学镜头的渐晕和电荷耦合器件(CCD)相机的非均匀性响应等因素，导致系统采集图像出现灰度不均匀且颜色失真的情况，为后端图像处理带来困难，以致对系统稳定性造成影响。基于上述问题，提出了具有针对性的彩色线扫描系统图像校正方法，使该方法与多项式拟合方法对均匀目标进行对比实验，获取的校正后灰度均值与方差等统计结果更优，更接近目标真实灰度，并已将其应用于印刷电路板(PCB)外观缺陷自动光学检测系统，取得了较好的实际应用效果。

针对模糊C均值(FCM)聚类图像分割需要预先知道类别数及计算量较大的问题，提出了新的快速FCM改进方法。首先，利用边缘信息进行邻域搜索得到种子像素；通过区域生长快速获得区域分割类别数和对应的聚类中心值，并将图像分成确定类别的区域和未确定类别的区域；最后利用所得的聚类中心值和 FCM算法对未确定类别区域进行聚类。实验证明,本文提出的改进方法大大减少了计算量，显著提高了图像分割速度，而且由于聚类考虑了相邻像素点的关系，图像分割结果能够清晰地保留目标轮廓，提高了图像分割的质量。

提出了一种新的基于统计与模糊隶属度的光学字符特征提取方法，可以快速准确地识别受噪声污染的光学字符。相比传统算法，本文方法的特征空间区分度更高，最小类间距离扩大33.2%以上。应用在径向基函数(RadicalBasis Function，RBF)神经网络中，在字体字号变化且有背景噪声污染的影响下，识别率高达99%以上，且相比直方图投影法提速75%。理论分析与实验结果表明，与传统方法相比，该算法抗噪能力更强、模式区分度更高、时空复杂度更低，更简约、更全面地覆盖了字符的特征，应用范围广。已应用于实际系统，取得很好的实验结果。

为了改善原图像直方图像素灰度分布集中于低灰度级,与经过常规直方图均衡化处理的图像直方图像素灰度分布集中于高灰度级且均具有灰度冗余的图像增强效果,提出了一种新的图像增强算法.对原始图像进行常规直方图均衡处理,并对原始图像与进行了常规直方图均衡处理的图像分别在尽可能大的范围内进行映射,使两者变换后都尽可能去除灰度冗余而有较大的动态范围.取变换后的两图像各自的优点,融合成一幅效果最好的图像.实验结果验证了理论分析的正确性.

基于0.5μmGaAs PHEMT标准工艺研制了850nm单片集成光接收机前端,集成方式为PIN光探测器和跨阻放大器。论文依据已发表的文献数据为基础并借助SILVACO公司的模拟软件建立探测器模型,实验结果表明,模型和实测结果对比有较好的一致性。光接收机最高工作速率5Gb/s,其中,探测器光敏面直径50μm,电容0.51pF,暗电流小于30nA。跨阻放大器-3dB带宽接近10GHz,跨阻增益约43dBΩ,最小等效输入噪声电流密度约为17.6pA/Hz^1/2。

将激光微细加工“直接写入”、“低温处理”的优势,应用于单片光电集成电路(OEIC)的制作,有利于解决其中的光电兼容问题。详细介绍了本课题组多年来在激光微细加工制作领域方面所取得的进展,完善了实验系统,包括硬件平台的搭建和改进、软件的设计,并最终形成了以计算机为核心的集光机电为一体的自动控制系统,减少了由于人为因素的影响而带来的实验误差,为激光微细加工制作出性能优越的器件创造了前提条件。同时对激光微细加工中的温度这一关键工艺参数进行了大量的理论分析和实验研究,主要包括温度的测量、温度变化规律的分析以及由此对温度参数进行控制的理论分析和研究,取得了进展,提高了激光微细加工的精度并已实际应用于InGaAs/InP平面型PIN光探测器的制作。

提出了一种激光诱导液相腐蚀新方法-电极腐蚀法.电极腐蚀法是指进行激光化学液相腐蚀时,在腐蚀溶液中添加电极,以吸引反应中间离子脱离基片表面,实现腐蚀的持续稳定进行.理论分析和实验结果都表明,电极腐蚀法可以有效地加快激光腐蚀的进程;吸附在基片表面的离子在电极作用下,快速迁移出基片表面,保证了基片表面腐蚀溶液构成的稳定,进而得到更加均匀的腐蚀表面;利用电流随腐蚀速率变化而变化的特点,使腐蚀速率和深度的直接监控转变为对腐蚀电流的间接控制,简化腐蚀控制方法.基于以上优点,电极腐蚀法可以克服现有激光腐蚀方法的诸多弊端,改善激光腐蚀性能,在特殊结构光电器件的制作和半导体的微细加工中具有广阔的应用前景.

从半导体激光诱导液相腐蚀的工艺原理出发，对影响刻蚀精度的主要因素进行了分析研究，从刻蚀图像分辨率、侧壁垂直度及底面平坦度、表面均匀化三个方面提出了改善刻蚀精度的方法。

提出了一种消除激光化学诱导液相腐蚀晶体取向影响的新方法——两步腐蚀法。激光化学液相两步腐蚀法实质上是加长非晶向方向图形的腐蚀时间,保证与晶向方向腐蚀程度一致。实验结果表明,晶体取向对激光化学诱导液相腐蚀图形有较大的影响；两步腐蚀法可以有效地消除晶体取向影响,得到需要的图形；与国内外普遍采用的表面抗蚀膜掩蔽和激光光强分布调节等方法相比,具有可以处理内部晶向影响,操作简单,设备要求低等特点,两步腐蚀法可以有效地克服常规方法的诸多弊端,达到消除晶向影响的目的,在特殊结构光电器件和光电集成中具有广泛的应用前景。

提出了一种研究湿法腐蚀进程的新方法——红外热像法。在湿法腐蚀中,金属或半导体基片浸泡在化学试剂中,由于化学能的作用,会在溶剂中产生热能,从而发出红外辐射,利用红外热像仪,将探测到的红外辐射信号送至计算机进行处理,得到热像图,从而可以对湿法腐蚀的进程进行分析。理论分析和实验结果都表明,红外热像法可以直观地观测到湿法腐蚀时显著的热扩散过程,从而对湿法腐蚀进程的监测、控制具有指导意义,同时也是红外技术应用的扩展。