本文提出了一种基于 CMOS 0.18 μm工艺的改进型高响应度太赫兹探测器线阵，各探测像素单元由高增益片上天线、高耦合度差分自混频功率探测电路和集成电压放大器组成。其中，差分探测电路利用源极差分驱动场效应管的交叉耦合电容，将太赫兹差分信号耦合至场效应管的栅极与源极，增强场效应管沟道内自混频太赫兹信号的强度，实现高响应度。其次，该探测器配备高增益片上环形差分天线与集成电压放大器，可有效放大混频后的信号，进而提高系统信噪比，最终达到增强探测器响应度的目的。探测器1 × 3线阵系统充分利用CMOS工艺多层结构的特点，将电压放大器布置在天线地平面下方，提高了芯片面积的利用率，有效降低了制作成本，整个系统的面积为0.5 mm²。测试结果表明，当场效应管的栅极偏置为0.42 V时，该探测系统对0.3 THz辐射信号的电压响应度（Rv）最大可达到43.8 kV/W，对应的最小噪声等效功率（NEP）为20.5 pW/Hz^1/2。动态测试结果显示该探测器可对不同材质的隔挡物进行区分。

为提升机载紫外告警传感器性能，设计了一款基于ICMOS构架的紫外告警传感器。该型传感器工作波长覆盖250～270 nm，可通过RS422接口上传告警目标信息，具有超广角、高角分辨率、灵敏度高、重量轻、功耗低等优点。对传感器的技术指标、工作原理和设计构架等方面进行了介绍。完成了传感器的基本功能、性能测试，经环境试验验证，满足机载使用要求。

采用硅基金属整片键合后选择性去衬底技术，通过热压键合技术将（100）晶面硅与（111）晶面硅高温键合，利用聚二甲基硅氧烷保护（100）晶面硅衬底，再粗化（111）晶面硅衬底加快其刻蚀速率，后通过湿法选择性刻蚀去除（111）晶面硅衬底。此技术在不损伤硅基驱动芯片的前提下实现了选择性去除硅基氮化镓外延衬底，是一种材料混合集成的新技术，有望应用于自对准硅基Micro⁃LED微显示器件制程和光电子器件集成领域。

针对全封闭式高速ICMOS组件因CMOS芯片产生的热量在光学环氧胶层中积聚，导致耦合面温度升高进而出现软化、开裂等影响成像质量的问题，提出了散热优化方案。利用金属散热板及高热导率散热硅脂将CMOS芯片产生的热量传导转移至非受热易失效区域，从而降低耦合面受热破坏失效的风险。使用ANSYS Icepak进行热学仿真分析后表明，优化后的耦合面温度下降了25%，符合光学环氧胶的使用要求，环境试验验证了仿真结果的准确性。

提出了一种简单、科学、有效的高截止频率肖特基势垒二极管设计方法。通过SMIC 180 nm工艺制备的肖特基二极管的截止频率为800 GHz，分析测试结果和仿真数据优化后的肖特基势垒二极管截止频率可以达到1 THz左右。完成了包括天线、匹配电路和肖特基势垒二极管的集成探测器，在220 GHz下其测试响应率可达130 V/W，等效噪声功率估计为400 pW/Hz。完成了陶瓷瓶内不可见液面的成像实验并取得了良好的效果。

针对当前工业相机无法满足机载使用环境和可定制化指标的需求，设计了一款基于FPGA的机载CMOS成像系统。本系统具备1路高清数字DVI接口（1 080P）和1路标准PAL制模拟接口，具有自动曝光、低温加热等功能，能够实时、清晰、稳定地输出视频图像。介绍了系统的总体构架、光学与结构设计、硬件电路设计以及FPGA逻辑设计，描述了主要模块基本工作原理、算法流程及设计方法，完成了系统的基本功能测试和试验。经过试验验证，可在宽温（-45℃~+70℃）下稳定工作，满足机载使用要求。