由于量子选择定则的限制,对于量子阱红外探测器(QWIP),必须利用衍射光栅增强其光学耦合效率.本文给出了一种基于时域有限差分法(FDTD)的数值方法,计算制备在QWIP器件上的金属光栅的衍射效应.模拟计算的结果表明,FDTD方法是解析这种复杂结构内电磁场问题的有效手段.可以计算QWIP器件内各点电磁场所有分量的详细分布,进而可以估算衍射光栅的耦合效率,以及优化QWIP结构设计.

用熔体外延法,在液相外延系统中,在InAs衬底上成功地生长出了截止波长为11μm的InAsSb单晶.虽然使用液相外延设备,但熔体外延具有不同于液相外延等常规晶体生长方法的创新生长工艺.红外傅里叶光谱测量证明InAsSb材料的截止波长超过10μm.X射线衍射光谱揭示InAsSb外延层具有相当完美的晶体取向结构,且与InAs衬底取向一致,均为(100)方向.霍尔测量结果给出295K下,InAsSb的电子迁移率为4.75×104cm2/Vs,截流子浓?任?.61×1016cm-3;77K下电子迁移率为2.86×104cm2/Vs,载流子浓度为1.50×1016cm-3.数据显示这种材料具有研制新型探测器的良好前景.

利用FY-ID、NOAA仪器的多光谱探测通道数据,采用1.6μm反射率和11μm亮度温度双通道散点图及3.75μm与11μm亮度温度差分析方法,对密实卷云、卷云覆盖在水云上、密实水云等几种云覆盖情况进行判识检测试验.研究结果表明综合运用多探测通道数据,可简单有效地识别典型的多层云系.

针对现有多波段干扰技术存在的作用时间太短、干扰波段不够宽、对环境有污染等问题,提出了基于泡沫云的新型干扰技术,研究了它的多波段干扰原理和相应的药料配方以及特定的反应过程,研制了专用的施放装置并给出了它的设计要领.实验结果表明该技术可以同时对红外、雷达和可见光进行高效干扰,有效干扰时间至少在十几min以上,并且其残留物对环境无污染.

提出了一种基于支撑向量机的多类分类器,用N-1个支撑向量机组合构成一个具有二叉树结构形式的N-多类分类器.讨论了该多类分类器的泛化推广能力,同时还提出了该多类分类器的基于特征空间的BTSVM学习算法.BTSVM算法使用核函数转换的方式计算特征空间的样本距离;采用类间最小距离最大化作为聚类准则,在每个决策结点产生两个最优子集;然后采用支撑向量机学习算法学习两个最优子集,确定决策结点的最优分类面.理论和实验结果表明,本文提出的基于支撑向量机的多类分类器在整体性能上要优于其它类似的分类器系统.

报道了HgCdTe p+-on-n长波异质结焦平面器件的研究结果.采用由分子束外延(MBE)和原位掺杂技术生长的p+-on-n异质结材料,通过湿法腐蚀、台面钝化、台面金属化、铟柱制备和互连等工艺,得到了HgCdTe p+-on-n长波异质结焦平面器件.根据I-V实验结果和暗电流理论,拟合计算和分析了各种暗电流机制对器件性能的影响,且获得了器件的响应光谱和探测率.

为了探索湖泊水质遥感的可能性,以我国三大富营养化湖泊之一的太湖为研究对象,进行了冬夏二季太湖水面反射光谱测量与水质采样分析同步试验.对试验结果进行了统计分析.结果表明:(1)高锰酸盐指数与叶绿素浓度具有很好的相关性;(2)夏季太湖北部水面反射率主要反映叶绿素浓度的影响,可以用线性模型来表示,以700nm以上波段体现叶绿素散射作用最为明显;(3)冬季太湖水面反射率主要反映悬浮物浓度的影响,可以用对数线性模型来表示(若仅考?切∥锱ǘ刃∮?00mg/L区域,用线性模型更好些),悬浮物散射作用响应的波长范围比较宽,以500nm～800nm比较明显,优势波长随着悬浮物浓度的增加而右移.给出了不同波长水面反射率与水环境指标的统计关系模型.

提出一种新颖的蝴蝶结形缺陷接地结构(DGS)微带线,分析了该微带线的带阻特性和慢波特性.同时考虑微带线损耗,建立了该微带线的等效电路模型及其参数提取,并分析了蝴蝶结形DGS结构变化对阻带特性的影响.最后将该DGS结构应用于紧凑结构低通滤波器的设计,模拟结果与实验结果吻合较好,验证了所提结构的可靠性.

提出一种基于采样红外成像系统仿真图像的最小可分辨温差MTRD预测方法.该方法从红外成像系统信号传递方程出发,模拟生成不同空间频率、辐射温度的标准四周期矩形样条;利用调制传递函数法和象素处理法,仿真了系统各组成模块的几何扭曲、模糊效应、噪声特性和非线性效应;由多名观察者观察样条仿真图像,统计正确判断概率,实现了MRTD的预测.仿真结果表明:该方法预测的MRTD值能够与实际测量的MRTD值有很好的一致性.

在介绍凸面几何体概念和高光谱图像光谱线性模型的基础上,探讨了凸面几何体和高光谱图像的关系.提出了在光谱特性提取的基础上利用凸面几何体投影变换进行高光谱图像目标探测的方法,并成功地应用于亚运村建材市场屋顶板材和亚运村中心地区真假草坪的自动识别和探测中.试验证明该方法不需要探测目标的任何先验知识就能达到比较好的目标探测效果.同时试验还表明,由于高光谱图像波谱范围宽，特别是有短波红外、中红外和热红外范围的图像,不仅增加了地物的可分性,而且为探测地物物理性质提供了可能.

提出了一种用于图像分割的分段可变形模型,并在模型的能量函数中引入了仿射不变量信息.将模型轮廊进行层次化的分段变形能够保持标记点移动的相关性,改进的内外部能量函数定义减少了计算量.试验表明与传统方法相比,本模型运算速度快,抗噪声和避免陷入局部极小值的能力较强,对医学图像的分割有较好的效果.

图像条带是成像光谱仪采用多元并扫方式获取遥感数据而引起的新问题之一.本文对图像条带的成因进行了初步阐述,并简要介绍了国内外现有图像条带处理的方法,着重介绍了归一化经验分布函数匹配方法工作原理,并用该方法对<神舟三号>成像光谱仪图像条带消除进行了试验.结果表明:归一化经验分布函数匹配方法对<神舟三号>中分辨率成像光谱仪图像条带消除是非常有效的,图像质量明显得到改善,对以后同类仪器的资料处理具有很好的借鉴作用.

研究了毫米波高分辨极化雷达的目标识别问题,提出了瞬态极化Wigner-Ville分布(WVD)的概念,导出了瞬态极化WVD莫耶公式,证明了瞬态极化WVD时频域相关与极化信号时域相关的等价关系.在此基础上,提出了基于高分辨极化雷达目标回波瞬态极化WVD相关的目标识别方法,并利用五种飞机缩比模型外场测量数据进行了目标识别实验,实验结果表明该方法是一种有效的高分辨极化雷达目标识别方法.

提出了一种基于粗集理论的图像分割方法.在图像聚类过程中的对象往往是具有相似关系而不是等价关系的对象. 在本文中将相似关系应用到粗集理论中来解决图像中的聚类问题.由于噪声的干扰,往往会影响到图像分割的效果.本方法提出了边界点的最大隶属原则并进而提出了边界点的粗糙度以及边界点的最大隶属原则,从而大大减小了噪声的干扰.在此基础上给出了聚类质量的评价函数.该方法为进行图像分割提供了一个崭新的视角.

采用溶胶-凝胶工艺在常压下制备了SiO₂气凝胶薄膜,并用傅里叶红外光谱仪(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)、椭偏光谱仪等表征了薄膜的结构和性能.研究结果表明,气凝胶薄膜的折射率低达1.067,对应孔洞率为87.7%,密度为0.269×103kg·m-3,热导率为0.020W·m-1·K-1(300K)时,介电常数为1.52.这些优异性能的获得,主要归因于酸/碱两步催化、溶剂替换以及胶粒表面硅烷化等三个过程.

用倒易二维点阵对HgCdTe光伏探测器钝化及其热处理行为进行了研究,发现测射沉积的钝化膜会引起HgCdTe的晶面弯曲,严重的会出现晶面扭曲和mosaic结构,而钝化后的热处理能改善MCT晶体的完整性.在不同的钝化介质层钝化MCT的研究中发现,ZnS钝化层在高温下并不稳定,而CdTe钝化层却能保持较高的耐温性能.

在遥感、**侦察和医疗成象等领域,需要得到目标的高分辨率图像.而像面离焦直接影响了成像质量、降低了空间分辨率.为了得到高分辨率图像,往往采用自动焦面补偿装置或温控系统来克服离焦现象,但这又不利于仪器的小型化和轻量化.本文提出,在光学系统光路中加入一特殊设计的非球面掩模板,并对经过位相掩模板后的图像进行图象处理得到清晰图像.使光学系统在大离焦量的情况下仍可获取高分辨率的图像.这对于光学遥感器在复杂的空间环境中获取高分辨率图像具有十分重要的意义.

脉内特征提取是新型雷达辐射源信号识别的关键问题.本文提出一种新的雷达辐射源信号脉内特征提取和识别方法.将雷达辐射源脉冲信号的分形维数作为识别脉内调制方式的分类特征,这些特征包含了雷达辐射源信号幅度、频率和相位等的变化和分布信息,反映了雷达辐射源信号脉内调制规律,理论分析和仿真实验结果都证明了这些特征具有对噪声不敏感的良好特性.通过10种典型雷达辐射源信号的特征提取和分类识别的实验结果表明,本文所提取的脉内特征类间距离大、类内距离小、正确识别率高,证实了本文方法的有效性.