采用双色单铟柱结构的II类超晶格红外探测器件在台面成型过程中加工难度大且易于产生损伤, 影响器件的性能。针对此问题进行了低损伤、高深宽比II类超晶格材料的台面刻蚀技术研究。首先建立一种损伤评判机制, 判断现有工艺刻蚀后材料是否发生反型。然后通过优化光刻胶厚度、变功率分步刻蚀的方式, 实现低损伤、高深宽比II类超晶格材料的台面刻蚀, 同时有效解决单次刻蚀深台面时易堆积生成物以及侧壁过于陡峭等工艺问题。台面中心间距为20 m, 刻蚀深度超过8 m, 缝隙深宽比可达2。基于此台面制备的器件具有明显的双阻抗特征。其中, 长波阻抗峰值为100 MΩ, 并且I-V曲线中长波侧的平坦区超过100 mV。从电学角度初步判断该器件具有双色探测的能力, 验证了本文工艺的可行性。

利用分子束外延(Molecular Beam Epitaxy, MBE)系统生长了In掺杂硅基碲镉汞(Mercury Cadmium Telluride, MCT)材料。通过控制In源温度获得了不同掺杂水平的高质量MCT外延片。二次离子质谱仪(Secondary Ion Mass Spectrometer, SIMS)测试结果表明, In掺杂浓度在1×1015~ 2×1016 cm-3之间。表征了不同In掺杂浓度对MCT外延层位错的影响。发现位错腐蚀坑形态以三角形为主(沿<111>方向排列), 且位错密度与未掺杂样品基本相当。对不同In掺杂浓度的材料进行汞饱和低温处理后, 样品的电学性能均有所改善。结果表明, In掺杂能够提高材料的均匀性, 从而获得较高的电子迁移率。

随着高分辨率制冷型红外热像仪的发展, 模拟信号的频率提高了, 因此需要保证传输路径上模拟信号的质量, 从而保证红外成像质量。在自研1280×1024@15 m中波红外热像仪的成像实验中发现, 红外图像中高亮的点源目标都以成对的方式出现, 即图像出现重影。这对较小目标的探测及识别造成了严重的干扰。提取了模拟信号传输路径模型及仿真电路信号并进一步对比了红外图像, 发现信号传输路径上的阻抗不匹配是导致图像重影的主要原因。经验证可知, 当传输路径上的匹配电阻在40~70 Ω之间时, 信号传输质量较好, 红外图像重影问题可以得到解决。

以“红土地”国产化导引头为例, 详细介绍了动力陀螺式激光导引头的结构组成、工作流程和跟踪原理, 并阐述了激光导引头数学模型及建模过程。针对其动力陀螺稳定平台特性, 研究了其在火箭弹、空地导弹、航空炸弹等平台的应用。针对采用倾斜稳定三通道控制的非旋转弹提出的导引头输出斜率补偿算法, 可有效降低导引头输出斜率散布; 针对采用双通道控制的旋转弹提出的导引头转速自适应算法, 在弹体转速0～10 r/s范围内实现了动力陀螺稳定平台式激光导引头的自适应工作。斜率补偿和转速自适应两种算法均已通过仿真试验考核以及地面联试与飞行试验验证, 实现了工程应用。

准确监测蓝藻水华是湖泊富营养化研究的基础, 可为水环境部门的管理和决策提供依据。以淀山湖为研究对象, 利用Sentinel-2/MSI、Landsat-8/OLI两种影像数据, 并通过改进的浮游藻类指数(Floating Algae Index, FAI)监测了2019~2021年共21幅淀山湖区域影像的水华情况, 然后在此基础上分析了淀山湖富营养化的分布规律。结果表明: (1)淀山湖连续三年都有蓝藻水华出现, 存在富营养化情况; (2)每年的6~9月份是蓝藻水华的高发期, 湖体富营养化发生的面积较大、频率较高, 2020年9月和2021年8月爆发水华面积超过20 km2; (3)水华爆发速度较快, 持续时间较短。

聚焦于红外光谱技术在毒品检测领域的研究和应用现状, 主要介绍了将傅里叶变换衰减全反射红外光谱技术(Attenuated Total Reflection-Fourier Transform Infrared Spectroscopy, ATR-FTIR)用于毒品定性分析和混合毒品分类分析以及将近红外光谱技术用于毒品定量和溯源分析的相关研究。红外光谱凭借自身准确、简便、快速、实用的特点, 与化学计量学的多种算法进行有效结合, 可进一步为毒品的判断、分类、溯源提供量化指标。随着与机器学习、神经网络等人工智能技术的进一步融合, 红外光谱技术将在未来的毒品实验室分析和现场快速检测中发挥巨大作用。

对HgCdTe红外探测器CdSexTe1-x衬底材料的分子束外延生长条件、组分调整等进行了简单介绍。生长条件包括生长结构(主要有CdSexTe1-x/CdTe/ZnTe/Si、CdSexTe1-x/ZnTe/GaAs等)、生长温度(300℃左右)、生长厚度(5 m左右)等。组分调整包括分析Se组分随(JSe+JTe)/JCd和JSe/(JSe+JTe)的变化。JSe/(JSe+JTe)值较小时, Se组分较难融入外延层; JSe/(JSe+JTe)值较大时, Se组分增长较迅速。同时, 若JSe/(JSe+JTe)值较小, 则Se组分增长趋势相对较易控制。当JSe/(JSe+JTe)值一定时, Se组分随着(JSe+JTe)/JCd的减小而增大。Se组分变化的突增点随(JSe+JTe)/JCd值的减小而增大。本文可为高性能HgCdTe红外探测器的制备提供一定的参考。