以麦克斯韦方程组为依据推导了单色平面光波在电光晶体内传播时满足的无冗余本征方程, 将电光晶体光学特性的求解问题转换为求取二维矩阵的特征值问题；基于二维矩阵, 提出了晶体均匀性的表征方法；在此基础上, 推导了电光晶体的分布参数琼斯矩阵模型；进一步地, 把电场对晶体光学性质的影响看作微扰, 得到了琼斯矩阵的等效集中参数模型。

传统的激光测距方法是通过计算激光在整数个系统时钟周期内传输的距离实现的。对于测量精度要求较高的系统, 此种方法不可采取。根据多通道激光三维雷达系统的需要, 解决每一通道的内光路脉冲与系统测量时钟之间延时量的技术问题, 提出了一种基于时间数字转换(TDC)算法的激光内光路矫正方法, 并采用verilog实现基于TDC算法的IP核设计, 并高度集成于多通道采集系统中, 算法的时间分辨率可达100 ps, 提高了激光三维雷达的多通道距离测量精度。

提出一种完全通过数字方式实现恒流的控制电路, 省去了传统恒流控制电路中的误差放大器、锯齿波产生器和PWM比较器。本文采用数字电路, 将副边反馈电压与内部基准电压相比较, 得到一个方波, 并以此为依据来控制功率管的占空比和周期, 从而达到恒流控制的目的。基于0.5 μm BCD工艺, 在25℃, TT工艺角下对电路进行仿真, 结果表明这种控制电路可以实现高的功率因数(PF>0.9)和精确恒流输出(误差<6%), 具有很高的可靠性和工程实用性。

光电倍增管, 在单光子探测应用中, 有独特优势, 其有效面积大, 暗电流低, 且倍增系数大。基于三代负电子亲和势阴极技术研究了InGaAs光电倍增管, 利用GaAs衬底外延InGaAs, 将三代光电阴极截止波长从920 nm拓展至1100 nm, 阴极积分灵敏度340 uA/lm, 光谱峰值830 nm, 1000 nm辐射灵敏度6.2 mA/W, InGaAs性能达到日本滨松公司V8071U-76产品水平。在内置2块微通道板后, 整管电子倍增系数大于105。

以LED模组为光源、光电倍增管为光接收器设计了一种紫外光传输实验系统, 利用该系统对波长为265 nm的紫外光视距和非视距两种传输方式下的传输特性进行测试, 并把测试结果和理论模型进行了对比分析。结果表明, 室内紫外光传输满足在LOS方式下接收光功率与距离平方成反比、NLOS方式下接收光功率与距离成反比的关系, 同时室内反射作用能够影响散射特性。设计紫外光通信系统时要综合考虑通信距离和功率的需求, 留出足够功率裕量。研究结果为紫外光通信系统的设计提供了参考。

设计了一种用于LED驱动电源的模拟调光电路。该调光电路由外部控制产生一个占空比可调的振荡信号来线性改变恒流的基准电压；基准电压的改变会产生对功率管开关信号(PWM)占空比的调节, 从而实现LED电源输出电流的线性调节。基于TSMC_0.5μm BCD工艺, 用Hspice进行仿真, 结果表明: 这种线性调光电路能精确控制流过负载LED的电流, 实现对LED灯的线性调光。

针对MIMO(Multiple Input Multiple Output)室内可见光通信系统, 提出基于子流选择块对角化(Block Diagonalization, BD)预编码的MIMO可见光通信系统。在已有的BD预编码MIMO可见光通信系统模型基础上, 针对其功率利用率和误码率等方面不足进行改进, 提出了子流选择的BD预编码系统, 同时提出优化信道矩阵高相关性的方法, 并通过仿真验证了在系统容量损失较小的情况下, 系统能够提高用户的误码率性能。在传输速率为100 Mbps下, 对如何布局固定用户位置以及理想位置下系统的信噪比性能等进行研究仿真, 验证在理想位置下各个用户的信噪比在大多数情况下都能得到大于40 dB的信噪比性能。

针对现有单光子探测器模块价格昂贵和电路复杂的不足, 设计了基于InGaAs/InP雪崩光电二极管(APD)的便携式单光子探测器, 给出了APD门控驱动信号和雪崩信号鉴别电路的设计方案, 门控信号的产生和雪崩信号的提取由FPGA完成。实验结果表明: 在200 MHz门控条件且制冷温度为-55℃时, 探测器的最大光子探测效率(PDE)约为20%, 当探测效率为16%时, 暗计数率(DCR)约为7.2×10-6/ns。

针对RGB到RGBW显示系统的色域转换算法, 通过对当前显示领域已公开的两种色域转换方案进行研究、推导和Matlab实现, 分析了这两种方案的优缺点和适用范围, 并提出了一种色域转换算法的改进方案, 该方法能较好地改善由于加入了白色分量而导致色彩失真的问题。

作为真空光电器件, 像增强管的气密性封装直接决定了整管的性能和可靠性。一般而言, 像增强管制作过程中涉及的封接工艺有热铟封、钎焊、低熔点玻璃粉熔封和金属熔融焊。本文从生产实际出发, 探讨了低熔点玻璃粉熔封和金属熔融焊对像增强管气密性的影响, 并提出了工艺改进措施, 结果表明, 像增强管的可靠性和成品率均有明显的提升。

混合式探测器(Hybrid Photodetector, HPD)作为一种新型的光电探测器件, 是真空与半导体类结合型探测器件。HPD包括沉积在输入光窗表面的光电探测阴极、固态半导体阳极芯片和保持系统真空度的固态阳极。工作时, 光信号通过沉积在输入光窗表面的光电阴极转化为光电子, 经过高能电场加速后获得高能量轰击阳极半导体芯片表面, 产生大量的电子空穴对, 电子空穴对在半导体内部进行迁移, 并通过自身的雪崩效应实现倍增, 最终以电流信号输出。该探测器摒弃了传统的光电倍增管的微通道板(Micro Channel Plate, MCP)等倍增器件, 克服了倍增单元信号易饱和的缺陷, 增大了探测器的动态范围。HPD探测器综合了光电倍增管的高灵敏度和半导体芯片优异的空间和能量分辨率, 具有探测面积大、探测灵敏度高、倍增效应强、动态范围宽等优点。在高能物理、医学成像和天体物理中有着重要的应用。此外, 该探测器具有多种结构, 分为近贴聚焦结构、交叉聚焦结构和漏斗聚焦结构, 能够满足不同使用范围的探测需求；随着半导体阳极技术的发展, HPD阳极从单一芯片逐渐过渡到阵列式阳极结构, 满足了大面积探测的需求。同时数字式读出和倍增信号技术的封装技术的发展, 提高了HPD探测器的信号倍增和读出速度, 改善了器件的集成化程度, 有利于探测信号读出速率和信噪比的提升。近年来, 其单光子计数和高动态响应等能力逐步被重视, 将会在未来的光电探测领域发挥更为重要的作用。

传统制备P型硅基太阳能电池的方法被应用到N型硅片上, 成功制备出n+np+结构的N型硅基太阳能电池。在制备过程中利用补偿法形成np+背结, 无需保护背面。最高效率为13.1%(Voc=0.58 V, Jsc=31.2 mA/cm2, FF=72.4%)。

采用旋转涂布的方法在大气中制备了聚合物/量子点发光复合层, 利用氩等离子体处理的方法以去除聚合物/量子点复合层的表面的氧原子等猝灭中心。结果发现, 相较于无等离子处理的器件, 经过氩等离子处理, 量子点发光二极管能够产生具有狭窄发光峰的橙色光, 器件的启亮电压为3.5伏, 亮度更高, 并且电流密度没有明显的衰减现象, 器件更加稳定。

设计了由环形器、耦合器、衰减器和平衡探测器组成的平衡探测(BD)结构的OLCR系统, 分析了衰减直流分量产生的原因以及耦合器相位特性在BD结构中的作用。对参考臂中光耦合效率与反射镜角度和位置关系进行了仿真, 结果表明耦合效率主要受反射镜偏转角度影响。实验测试了非平衡和平衡结构下参考臂的输出光功率, 对噪声的均方根值和信噪比进行了分析, 同时还测试分析了两种结构下的干涉信号。实验结果表明, OLCR系统的BD结构在滤除衰减直流分量的同时还能抑制噪声信号和放大交流分量, 结构简单有效。

提出了一种基于视频图像对比度的团雾检测算法。首先, 利用二维多点各向异性高斯滤波器检测视频图像中边缘线的位置和方向。然后, 利用本文提出的彩色图像对比度模型计算每幅视频图像边缘线区域的对比度值。最后, 利用支撑向量机区分有雾视频图像所具有的不同对比度值, 实现团雾浓度的检测。实验结果表明, 该算法对复杂场景下的团雾检测效果优于传统的方法, 是一种有效的团雾检测方法。

设计了一款应用于硅基OLED微显示驱动芯片的Cuk型DC-DC变换器, 用于给硅基OLED的公共阴极提供负电压, 输出电压范围为0~-4 V, 可以实现动态可调。Cuk变换器采用单周期和III型补偿的混合控制方式, 使电路获得了良好的抗输入扰动性和负载调整率。该变换器使用0.35 μm CMOS工艺模型进行设计, 工作在2 MHz开关频率。仿真结果显示, 在150 mA负载跳变时, 瞬态恢复时间为24 μs, 过冲电压为33.47 mV, 同时负载调整率为0.003 mV/mA, 输出电压的纹波小于5 mV。