针对快照式多光谱系统存在体积大、光路复杂的问题，从孔径分割多光谱成像系统模型出发，设计出由复合前置光学元件、阵列孔径光阑、微透镜阵列、阵列滤光片和图像传感器组成的紧凑式多光谱成像系统，总体尺寸优于12.4×8×8(mm)3。利用阵列孔径光阑克服了垂轴色差大、视场小和光能利用率低的问题。系统在480~650nm波长范围内视场角20°、F/#0.4、焦距2.5mm、总长12.4mm、单通道MTF在153lp/mm大于0.35、畸变小于0.23%。与现有技术对比，该系统兼顾了像素分辨率、光谱分辨率和时间分辨率，实现了单通道500×400的像素分辨率和6.8nm的光谱分辨率。与计算重构成像系统相比，其直接成像的方式确保了系统的高时间分辨率；且具备小型化、轻量化和低成本的特点。

传统的光学诱饵构成复杂，装载要求较高，为此设计了具有较高反射性能的简单微结构的光学诱饵。首先，通过TracePro光学仿真软件，对玻璃微珠结构、截角角锥结构和立方角锥结构三种不同结构进行反射率的仿真，筛选出最符合光学诱饵高反射率要求的结构。然后，通过对不同尺寸单元微结构的反射仿真，确定光学诱饵的单元微结构尺寸。最后，通过对入射角度偏转对反射率影响的仿真，验证反射结构是否满足光学诱饵的要求。结果表明，立方角锥反射结构更符合光学诱饵的设计要求。

采用水基溶液法制备铟镓锌氧化物薄膜晶体管(IGZO-TFT), 研究了在有无紫外光辅助退火条件下, 不同后退火温度(270, 300, 330, 360和400℃)对IGZO-TFT器件电学性能的影响。研究发现, IGZO-TFT在后退火温度为360℃时器件电学性能最佳, 从而证明了水基溶液法在小于400℃的低温下可以制备IGZO-TFT。同时, 研究表明, 在后退火温度为360℃时, 与无紫外光辅助退火IGZO-TFT相比, 经紫外光辅助退火IGZO-TFT的饱和迁移率从1.19cm2/Vs增加到1.62cm2/Vs, 正栅偏压偏移量从8.7V降低至4.6V, 负栅偏压偏移量从-9.7V降低至-4.4V, 从而证明了紫外光辅助退火对IGZO薄膜具有激活与钝化作用, 可以优化IGZO-TFT器件的电学性能。

Ge基光电探测器具有独特的通信带宽响应特性和良好的CMOS工艺兼容性，在光电探测方面具有广阔的应用前景。但目前商用探测器的响应波段普遍局限在某一波段，难以满足多波段融合、小型化的探测需求。因此，通过在多层石墨烯和N型Ge之间引入薄的SiO₂界面层，制备了基于石墨烯金属-绝缘层-半导体（MIS）结的光电探测器，分析了SiO₂的厚度以及石墨烯层数对MIS结器件性能的影响，并测试了器件的光谱响应范围、电流-电压曲线、响应度、开关比等光电特性。结果表明，该器件在254~2200 nm波段内均有响应，在980 nm处的响应度和开关比达到峰值，分别为78.36 mA/W和1.74×10³，上升时间和下降时间分别为1 ms和3 ms。

针对近眼显示系统视场小、体积笨重、柔性差、量产性差等问题, 文章采用在系统中加入自由曲面和聚二甲基硅氧烷(PDMS)基的设计方法。论述了柔性近眼显示光学系统的设计要求和工作原理, 进行初始结构建立; 分析了系统杂散光产生的原因, 进行杂散光抑制设计; 采用XY多项式自由曲面替换传统非球面, 进行系统像差校正; 采用柱面波导模拟波导弯曲, 进行柔性波导弯曲优化分析,设计出一款兼备柔性弯曲能力、大视场和高成像质量的近眼显示光学系统。设计的近眼显示系统工作波段为400~700nm, 出瞳直径为8mm, 视场角为30°, 厚度为1.5mm。在截止频率71lp/mm处, 全视场的调制传递函数值均大于0.1, 畸变小于5%, 在波导变形弯曲半径大于500mm情况下, 全视场的调制传递函数值在截止频率15lp/mm处均大于0.1, 系统重量约为22.8g。设计结果表明实现了近眼显示光学系统小型化、轻量化和柔性化, 可应用于新一代的头盔显示系统中。

为了确定束缚态到准束缚态工作模式QWIP响应波长与势垒高度关系，采用金属有机物化学气相沉积法生长制备势垒高度不同GaAs/Al_xGa_1-xAs QWIP样品，采用傅里叶光谱仪对样品进行77 K液氮温度光谱测试。结果显示1#，2#样品峰值响应波长与据薛定谔方程得到峰值波长误差为15.6%，4.6%。结果表明：引起量子阱中子带间距离逐渐扩大与峰值响应波长蓝移的根本原因是势垒高度的增加。高分辨透射扫描电镜实验结果表明量子阱材料生长过程精度控制不够及AlGaAs与GaAs晶格不匹配是造成1#样品误差较大的主要原因。说明调节势垒高度可实现QWIP峰值波长微调的目的。

采用金属有机物化学气相沉积法(MOCVD)生长GaAs/Al_0.3Ga_0.7As量子阱材料，制备300 μm×300 μm台面，内电极压焊点面积为20 μm×20 μm，外电极压焊点面积为80 μm×80 μm单元量子阱器件两种。利用傅里叶光谱仪对1#，2#样品进行77K液氮温度光谱响应测试。实验结果显示1#，2#样品峰值响应波长分别为8.43 μm，8.32 μm，与根据薛定谔方程得到器件理论峰值波长8.5 μm间误差分别为1.0%，2.1%。实验结果说明MOCVD技术可以满足QWIP生长制备工艺要求，且器件电极压焊点位置与面积大小对器件峰值波长影响不大，而对峰值电流有一定影响。

为了研究离子束刻蚀抛光过程中离子源工艺参数对刻蚀速率及表面粗糙度的影响, 采用微波离子源为刻蚀离子源, 以BCB胶为主要研究对象, 研究了离子束能量、离子束电流、氩气流量、氧气流量对BCB胶刻蚀速率及表面粗糙度的影响, 获得了离子源工艺参数与刻蚀速率及表面粗糙度演变的关系。研究结果表明, 离子束能量在从400 eV增大到800 eV的过程中, 刻蚀速率不断增大, 从3.2 nm/min增大到16.6 nm/min; 离子束流密度在从15 mA增大到35 mA的过程中, 刻蚀速率不断增大, 从1.1 nm/min增大到2.2 nm/min; 工作气体中氧气流量从2 mL/min增大到10 mL/min的过程中, 刻蚀速率会整体增大, 在8 mL/min处略有下降。表面粗糙度变化不大, 可以控制在1.8 nm以下。