InGaAs探测器的盲元分析及P电极优化

基于石墨烯-硅异质结的高性能位置感应探测器

由于制造工艺和生产条件的不同,光伏探测器的特征参量结品质因子和反向饱和电流有很大差别。提出一种PN结特征参量的间接测量方法,并对该测量方法所用的数值计算方法的收敛性进行数学证明。提出了两个使用开路电压和短路电流计算光电池PN结品质因子和反向饱和电流的简化解析计算公式。与迭代法的计算结果相比,使用简化解析计算公式得到的结品质因子和反向饱和电流的相对误差分别为0.03%和0.25%;与实验结果相比,使用迭代法计算结果的开路电压值的相对误差不小于0.3%。

到靶能量和光斑分布参数是评价高能激光系统性能指标的重要参数，为准确测量中红外高能激光系统远场能量和功率密度的时空分布，采用热吸收和光电探测相结合的测量方法，研制了可用于大面积、长脉冲中红外高能激光测量的复合式光斑探测阵列。探测阵列由石墨热吸收单元和PbSe光电探测器阵列、信号调理放大电路、数据采集单元和信号处理单元等几部分组成，有效测量面积为22 cm×22 cm，光斑测量空间分辨率为2.2 cm，时间分辨率为20 ms，能量测量不确定度小于10%，功率密度测量不确定度小于15%。采用该系统，可实现高能量、大面积中红外高能激光光斑参数的综合测量。

点探测器位置对双轴共焦显微技术的影响

分子振动谱广泛应用于化合物分子结构的测定、未知物的鉴定以及混合物成分的分析，是传感识别物质性质和特征的重要指纹。提出了基于石墨烯带阵列的分子振动谱传感模型，并采用数值仿真方法对模型进行了验证。结果表明，通过调节石墨烯带的化学势、阵列周期以及占空比，可以灵活地调控石墨烯带阵列的透射带宽；通过在检测区填充物质，发现透射谱的形状与被检测物的分子吸收谱一致，表明该传感器能够识别物质分子的振动指纹；透射谱的形状对检测区域填充物质的厚度不敏感，传感器的稳健性好。

实现多功能金属探测仪控制系统，主要有以下几种功能设置，在运行状态下，可以调节传感器的灵敏度，由旋钮模拟量作为调节参数，探测模块的探测距离作为被控制量，通过单片机对于模拟信号的提取、转化、分析，转化来调节探测区域到被探测物体的距离。低功耗设置，当探测器上电后若一直检测到被探测物体到达一定的超时时间，则反馈提示停止，即当探测器在来回扫动的情况下，才能够正常使用；另外根据外界环境的变化可以手动调节提示模式，一种是蜂鸣器提示音方式、另一种是震动提示方式。另外具有实时的提示界面，通过显示屏来提示当前状态，并且具有计数显示的功能，免去采集人员手动记录的问题。通过丰富的功能设计，改善传统的金属探测器的单一功

针对共振隧穿二极管近红外探测器焦平面阵列本征电流较大的问题，提出了一种通过对共振隧穿二极管近红外探测器双势垒结构(DBS)进行p 型掺杂来抑制电流的方法，并用有限元软件对探测器进行了模拟。研究了单势垒p 型掺杂、双势垒p 型掺杂、双势垒结构p 型掺杂及p 型掺杂浓度对探测器本征电流抑制效果的影响。模拟结果显示，对双势垒结构进行p 型掺杂后，探测器的隧穿峰值电流比非掺杂的双势垒结构的探测器的隧穿峰值电流小将近3个数量级。随着双势垒结构p 型掺杂浓度的增加，器件本征电流会相应地减小。对器件进行了制备以及测试，结果表明，将双势垒结构进行p 型掺杂，对探测器的本征电流有明显的抑制作用。

在应用可调谐二极管激光吸收光谱(TDLAS)技术进行气体检测时，气体检测精度受系统各功能模块性能的影响，针对这个问题研究了系统中光电探测器的输出电流噪声谱密度和响应度两种特性。推导出了探测器输出电流表达式，得出了输出电流噪声谱密度特性与激光器相对强度噪声(RIN)有关的结论，并通过实验验证了TDLAS 系统中激光器RIN 的存在。通过仿真，研究了RIN 对探测器输出电流的影响，给出了不同条件时的电流噪声谱密度曲线。为避免环境温度的变化影响光电探测器响应度，采用一种实时校正方法，给出了其原理及校正公式。以氨气为检测对象，运用该方法对氨气浓度曲线进行校正。

高光谱成像的应用效果非常依赖于所获取的图像信噪比(SNR)。在高空间分辨率下, 帧速率高、信噪比低, 由于光谱成像包含了两维空间-光谱信息, 不能使用时间延迟积分(TDI)模式解决光能量弱的问题; 目前多采用摆镜降低应用要求, 但增加了体积和质量, 获取的图像不连续, 且运动部件降低了航天的可靠性。基于此, 将超高速电子倍增与成像光谱有机结合, 构建了基于电子倍增的高分辨率高光谱成像链模型, 综合考虑辐射源、地物光谱反射、大气辐射传输、光学系统成像、分光元件特性、探测器光谱响应和相机噪声等各个环节, 可用于成像链路信噪比的完整分析。采用LOWTRAN 7软件进行大气辐射传输计算, 对不同太阳高度角和地物反射率计算像面的照度, 根据电子倍增电荷耦合器件(EMCCD)探测器的噪声模型, 计算出不同工作条件下的SNR。对SNR的分析和实验, 选择适当的电子倍增增益, 可使微弱光谱信号SNR提高6倍。