Ⅱ-Ⅵ族镉(Cd)化物，如CdTe、CdSe、CdSeTe等具有直接带隙、光学吸收系数高和电学特性优异等突出特点，在太阳电池、X及γ射线探测器、红外焦平面阵列(FPA)等方面均得到了广泛应用。文章简要综述了近年来用分子束外延(MBE)工艺生长镉化物微结构材料的研究进展和器件应用动态，并对镉化物在光电子领域中的发展前景进行了展望。

介绍了一种实现CMOS读出电路的随机开窗口的方法。该方法采用译码器的方式实现，与传统的移位寄存器实现读出电路随机开窗相比，该方法的优点是电路结构简单、版图占用芯片面积小、功耗低，以及操作灵活。主要介绍了采用译码器实现随机开窗的原理和电路设计，并给出了相应的仿真波形。

针对传统红外电力检测中存在的缺点，采用TI公司的Davinci技术，设计并实现了一种基于DM6446的改进型测温算法。首先对达芬奇技术和红外电力检测系统进行了阐述，然后介绍了测温算法的原理，重点对改进的测温算法及其实现进行了详细分析。测试结果表明：系统能够有效测量电力设备温度，实现了电力系统的实时检测。

介绍了几种全光半减器的实现方案，分析了各方案的结构和工作原理，以及各自的优缺点，并展望了半减器的发展方向。

提出一类数字信号N级采样滤波整形电路，该电路包括N级信号采样电路、采样信号状态比较电路、输出判决电路三部分。该电路在信号采样输出时，通过信号前后间的关系来判断信号的输出结果，避免了毛刺噪声被当作有用信号输出。该方案对信号传输过程中的毛刺噪声，特别是抖动频繁的毛刺噪声具有较好的滤波效果，可广泛应用于数字电路系统、PLD等系统设计中。

为实现对低频振动信号高品质探测，设计了一种新型光纤光栅振动传感器，采用双光栅对称推挽式探头结构，可以有效抑制温度和应力交叉灵敏特性。通过理论仿真分析，表明传感器具有高灵敏度和良好的低频探测性能，经优化设计，灵敏度可达546pm/g，在0~100Hz之间，灵敏度动态响应特性良好。

超窄线宽激光器随机发生的跳模现象，作为一种干扰或噪声，是降低光学相干检测系统性能的重要因素。为了有效检测单纵模超窄线宽激光器的模式稳定性，提出一种基于光纤M-Z干涉仪的超窄线宽激光器跳模检测方法，该方法通过在干涉仪内引入相位生成载波(PGC)外调制技术，将激光器跳模过程中光源相干性的变化转化为干涉仪相干度的突变，从而实现对整个跳模过程的实时监测。实验结果表明，该方法在检测灵敏度上有明显优势，能够有效监测跳模的持续时间、模式竞争随时间演化的动态过程等跳模细节，尤其适合用于短直腔激光器的跳模检测，并且能为光纤激光器跳模现象的预测与主动抑制提供重要参考。

针对现有太阳能最大功率点跟踪控制策略的不足，提出了一种新型的最大功率点跟踪控制策略，即基于电流单参量的最大功率点跟踪(MPPT)。首先阐述了该最大功率控制策略的基本原理与可行性，并重点描述了该最大功率点跟踪控制策略的系统设计与调试，其中侧重于系统核心设计：电流监控电路设计和基于纯CMOS数字电路硬件逻辑程序的步进PWM控制器设计，并且详细分析了其工作原理及元器件的选取。经调试与完善，该MPPT控制系统现已能实现最大功率点跟踪，同时显示出它区别于其他控制策略的优势。

用打靶法对Lorenz-Haken单模激光混沌模型进行控制。计算机模拟结果表明，实现了Lorenz-Haken激光系统的周期一、周期二、周期四等周期轨道控制和稳态控制。

介绍了基于微电子机械系统(MEMS)技术的微型可编程光栅的光学特性。分析了可通过对可编程光栅编程状态的预先设定，使其衍射输出对应于不同目标物质的光谱。提出了一种全新的基于微型可编程光栅的相关光谱法检测甲烷的方法。实验表明，该方法不仅可对多种气体成分进行检测，而且有很高检测精度，并具备传统检测方法无法比拟的优点。

基于雷达目标模拟对所需的数控光纤延迟系统进行了研究。对该系统进行了理论分析与计算，设计了17bit、延迟步进量为10ns的光纤延迟系统，实现了对最长目标距离为197km、精度为2m的雷达目标的模拟，该系统的各种目标模拟长度可通过光开关进行切换，系统的幅频一致性优于±0.5dB，噪声系数优于20dB。

采用自主研发的可调谐窄带光源和光波分复用联合空分复用技术研究并实现了新型大容量光纤光栅传感解调系统。实验结果表明，系统可实现32通道超过600个监测点的实时并行监测，有效提高了传感解调系统的系统容量和信噪比，可满足大型工程对光纤光栅传感系统的应用需求。

CCD图像具有分辨率高，数据量大等特点，因此实时采集和传输图像成为难点。在传统采集与传输系统中，首先将采集的图像数据存储到存储介质中，然后再将数据从存储介质中读出进行分析，这种事后的分析不利于现场分析与调试。针对这个缺点，提出一种新的平台，可实时完成数据采集，并将采集的数据通过EMIF接口以约320MB/s的速度进行传输与显示，这种新的平台具有可靠性高，可移植性强，升级简单，易于工程实现的优点。可作为高速采集与传输系统的参考设计。

研究了MPP CCD扩散暗电流的温度特性，分析了扩散暗电流在不同温度下对器件总暗电流的贡献和不同处理方式对评估器件高温暗电流的影响，并对此进行了实验验证。结果表明，扩散暗电流在高温下对器件总暗电流的影响很大，占据支配地位，是器件高温暗电流的主要来源。提出了两种优化方法，以降低扩散暗电流对器件高温暗电流的影响，提高MPP CCD的高温环境工作能力。

由于熔锥型光纤耦合器几何形状的特殊性，其耦合特性的研究通常是对于不同的区域采用不同的近似模型。构建了一个可以同时对耦合器各个区域耦合特性进行仿真的一致性模型。选取适当的连续函数描述锥形曲线和横截面形状；采用归一化的三角分布和高斯分布的加权叠加实现了模场沿耦合器各区域的连续变化。利用变分法和局部模式理论，推导出了耦合器任意位置处的耦合系数计算公式。该模型考虑了熔融区的纤芯效应，考虑了锥形区的耦合效应，是一个更为精细的理论模型。数值模拟结果显示，该模型可为光纤耦合器和波分复用器的制作提供理论指导。

在硅薄膜太阳电池中，灵活的光学设计可以实现表层的零反射损耗，增大吸收层中光的透射率，从而提高薄膜太阳电池的光收集能力。在薄膜太阳电池吸收层表面设计了矩形介质光栅。利用严格耦合波理论和模态传输理论研究了光栅结构参数对反射率的影响。考虑到AM1.5G太阳能光谱和a-Si的吸收光谱，光栅参数进一步优化。由于微加工的误差，使得矩形光栅变成梯形光栅，必然会影响硅薄膜太阳电池表面反射率。研究结果表明，长周期光栅同样可以实现低反射率，在工艺上也容易实现。采用梯形光栅可进一步降低表面反射率，并且在太阳光入射角为-40°~+40°的范围内保持在6%以下。

为了提高半导体激光器的抗辐射性能，满足空间应用的需要，在介绍了空间辐射环境的基础上,对空间辐射在半导体激光器中产生的总剂量效应、单粒子翻转效应和位移效应进行了分析,并探讨了半导体激光器在空间辐射环境中相应的抗辐射防护技术。对980nm单模半导体激光器采用了端面镀膜、Al2O3绝缘介质层、真空封装等抗辐射的改进措施，有效地提高了半导体激光器的抗辐射能力。

针对目前采用非球面快慢轴准直镜准直的大功率半导体激光阵列的远场光束特性在理论上缺乏准确的描述，而常用的单一能量利用率光束发散角不能够准确地描述半导体激光器准直光束的特性，难以有效指导其后整形、聚焦等光学系统设计的问题，文章利用CCD成像结合图像处理手段对半导体激光阵列光束经过非球面快慢轴准直镜后的远场光束进行实验研究。实验结果表明，随着能量利用率选择不同快、慢轴远场发散角变化趋势有较大区别，在较高能量利用率条件下，快轴方向能量利用率的微小增加可导致光束质量的迅速劣化，对光学系统要求苛刻；而慢轴方向能量分布较为均匀，光学系统冗余量较大。

从传统的激光器速率方程出发，同时考虑芯片封装寄生参量和本征区接触参量的影响，得出一种双异质结半导体激光器的新型等效电路模型，在此模型基础上用电路仿真软件PSpice分析了直流偏置对激光器弛豫振荡、小信号频率响应、大信号脉冲响应的影响。

为了满足微波传输系统性能的某些需求，各种结构形状的新型波导应运而生。采用有限差分法，利用MATLAB计算了脊槽波导中脊和槽的几何尺寸在中间位置连续变化时的主模截止波长，并对计算结果进行了对比分析，得出了主模截止波长随着脊的高度、宽度、槽的宽度等变化而变化的一些相关结论,为设计脊波导器件提供了参数。

基于速率方程的离散算法，分析了双包层Er3+/Yb3+光纤放大器增益动态的特性。研究了功率漂移与撤除信道数的关系及不同控制方式的控制效果。结果表明：信道撤除数量越多，放大器达到稳态的时间越长，功率漂移越大；泵浦控制方式下，泵浦功率的调整随撤除信道数的增加而增大，且抑制功率漂移的时间也随之增长；反馈控制方式下，功率漂移首先呈现振荡结构，抑制功率漂移的时间较短。

为了对红外发光二极管(LED)恒定及步进应力加速寿命试验的数据进行统计分析，应用Weibull分布函数描述了其寿命分布，利用极大似然法(MLE)及其迭代流程图估计出形状参数和尺度参数，通过最小二乘法确定了红外LED加速寿命方程，对红外LED寿命是否符合威布尔分布进行了Kolmogorov-Smirnov 检验，并利用自行开发的寿命预测软件计算出平均寿命和中位寿命。数值结果表明，红外LED的寿命服从Weibull分布，加速寿命方程符合逆幂定律，所估计出的红外LED的寿命对生产厂商和用户有很强的指导意义。

以酞菁铜为有源层，二氧化硅为绝缘层，钛/金作为电极，制作了三种不同沟道宽长比的有机薄膜晶体管器件。通过对这三种器件的电学特性进行对比，分析了不同沟道宽长比对器件电学性能的影响。结果表明，沟道宽长比对器件的迁移率影响很小，阈值电压随着宽长比的增大而减小，漏电流随沟道宽长比的增大而增大；当源漏极间电压在一定范围内时，开态电流也随沟道宽长比的增大而增大。

传统的倒装芯片无损检测技术并不能完全满足倒装焊检测需要，为此提出了一种基于主动红外的倒装芯片缺陷检测方法。通过非接触方式对倒装芯片施加热激励，并结合红外测温设备检测芯片温度分布情况，从而对芯片内部缺陷进行诊断与识别。实验研究表明，该方法能较好地检测出倒装焊点缺陷，可应用于倒装焊芯片的缺陷检测与诊断研究。

阐述了中长波红外光波导器件的设计理念和用途。在介绍该领域的研究成果和最新进展的基础上，以应用在波长为10.6μm的硅基光波导器件为例介绍了实现低损耗波导的方法。

AZ4620是一种广泛应用于微系统制作的正性光刻胶。高温改性后的AZ4620在紫外曝光时光照部分不再发生光化学反应，基于这样的材料特性，以220℃高温硬烘30min获得改性的无光敏性的光刻胶，通过Plasma氧刻蚀制作出底层结构，再在底层结构表面涂胶采用多次曝光和显影制作出具有三层微结构的光刻胶模具，利用模塑法制作聚合物PDMS芯片。对光刻胶高温硬固工艺进行分析，对产生回流、残余应力、气泡等问题进行理论分析和实验研究，优化了模具加工工艺。采用多次喷涂，Plasma氧处理改善浸润性，高温硬烘0.5℃/min的升温速率得到了质量较好的多层光刻胶模具，为利用正性厚胶制作多层微结构提供了新的方法。

提出了一种可用于制作高反射率纯幅度取样光纤光栅的拼接技术方案，并对拼接误差和拼接次数对取样光栅光谱特性的影响进行了详细的理论分析和研究。理论分析结果表明，采用拼接技术可以获得良好的多波长取样光纤光栅反射谱，拼接误差对取样光栅反射谱的影响主要取决于拼接次数。在拼接三次时，可接受的拼接误差仅为±0.1μm；但在只拼接一次的情况下，拼接误差达±5μm时仍可获得良好的多波长反射谱。

以氧化锌陶瓷靶和金属钴靶为靶材，利用磁控共溅射方法制备钴掺杂氧化锌(Co-ZnO)薄膜。研究了溅射功率对薄膜的结构、光学和电学性能的影响。结果表明：薄膜具有类似于ZnO的六方纤锌矿结构，并沿C轴择优生长；作用在Co靶上的溅射功率对Co-ZnO薄膜的结构和光电性能有一定的影响。在其他条件不变的情况下，当Co靶上的溅射功率设置为10W时，样品的结晶质量、表面形貌、光透过率、光致发光以及导电性能综合评价最优。

辐照会引起MOS器件电介质氧化物与半导体界面势垒变化，影响其工作性能和可靠性。测量了n型6H-SiC MOS电容辐照105rad(Si)剂量前后的I-V曲线，通过Fowler-Nordheim(F-N)隧道电流拟合，得到了界面势垒的大小，辐照前的为2.596eV，辐照后降为1.492eV。界面势垒变化主要是由辐照产生的界面态引起的。

在椭圆偏振仪测量原理的基础上，采用Forouhi-Bloomer模型的参数匹配模型，分析非晶硅的物理性质，利用温度与禁带宽度间的关系，得到利用椭圆偏振仪测试非晶硅薄膜热光系数的方法与非晶硅热光系数的表达式，利用相关文献对其进行验证，验证结果表明，该方法是可行的。

假设介质是中心对称的，并考虑入射场与感应场同介质相互作用，在经典力学框架内，把介质的运动方程化为双频激励下的Duffing方程，用多尺度法揭示了拉曼谱的复杂结构。分析了系统的倍频共振和组合共振。结果表明，在拉曼线两侧出现了很多伴线，而且这些伴线的强度是彼此不同的；指出了可以利用共振效应，通过适当的参数选择或介质选择就可获得强的激光输出。

采用溶胶-凝胶法制备了Cu、Co 共掺的Zn0.95-xCo0.05CuxO (x=0,0.01,0.03,0.05)薄膜，并用金相显微镜和X射线衍射(XRD)研究了样品薄膜的形貌和结构，结果发现掺杂量影响着衍射峰的强度和位置。测量了样品的室温光致发光谱(PL谱)，所有样品均观察到紫外发光带和蓝光发光带，同时伴随有较弱的绿光发光带。微量Cu掺杂能够显著提高ZnO∶Co薄膜的发光强度，对样品的发光机制进行了讨论。

采用射频磁控反应溅射法和热退火处理制备了纳米Si/SiNx超晶格薄膜材料。把薄膜作为可饱和吸收体插入激光二极管泵浦的平凹腔Nd∶YVO4激光器内，实现了1342nm激光的被动调Q运转，获得脉冲宽度约20ns、重复频率33.3kHz的调Q脉冲序列输出。分析了纳米Si/SiNx薄膜可饱和吸收的产生机制，认为双光子吸收是产生1342nm激光被动调Q的主要原因。对纳米Si/SiNx薄膜材料调Q激光器的速率方程组进行了数值求解，得到的调Q脉冲时间宽度的理论值和实验结果基本相符。

分析了光纤传输链路信号波动来源，得出引起信号波动的两种关键因素，针对该两种因素设计了一套高速自动增益控制系统(AGC)以及一套针对该系统的计算机软件效标方案，在光纤链路中通过引入该系统，使得光纤传输链路输出射频功率波动由以前的11dB降低为0.5dB以内。

为了降低系统光多输入多输出(MIMO)系统的复杂度，提高系统的性能，介绍了迫零(ZF)检测算法、最小均方误差(MMSE)检测算法、最大似然(ML)检测算法在垂直分层空时编码(V-BLAST)光MIMO空时系统中的应用。从理论上对算法性能和复杂度进行研究，然后在MATLAB建立仿真模型，对多模光纤的传输函数进行仿真，结果表明在多模光纤链路中，ZF算法性能较低；MMSE算法较ZF算法有所改进；ML算法通过比较接收符号和原发送的符号之间的相似度，从而获得原符号的最小差错概率，其性能最好。

进行了副载波标签和净荷分离技术的研究，采用基于波导结构的光学滤波器进行了分离副载波标签和光净荷的算法设计，并完成了基于波导结构的ChebyshevⅠ型、ChebyshevⅡ型、椭圆型和Butterworth型ARMA光学滤波器的设计和仿真实现。结果验证了基于波导结构的ARMA光滤波器算法的可行性，该种滤波器有可能用于分离副载波标签和净荷。