A polarization-insensitive mode-order converting power splitter using a pixelated region is presented and investigated in this paper. As TE₀ and TM₀ modes are injected into the input port, they are converted into TE₁ and TM₁ modes, which evenly come out from the two output ports. The finite-difference time-domain method and direct-binary-search optimization algorithm are utilized to optimize structural parameters of the pixelated region to attain small insertion loss, low crosstalk, wide bandwidth, excellent power uniformity, polarization-insensitive property, and compact size. Experimental results reveal that the insertion loss, crosstalk, and power uniformity of the fabricated device at 1550 nm are 0.57, -19.67, and 0.094 dB in the case of TE polarization, while in the TM polarization, the relevant insertion loss, crosstalk, and power uniformity are 0.57, -19.40, and 0.11 dB. Within a wavelength range from 1520 to 1600 nm, for the fabricated device working at TE polarization, the insertion loss, crosstalk, and power uniformity are lower than 1.39, -17.64, and 0.14 dB. In the case of TM polarization, we achieved an insertion loss, crosstalk, and power uniformity less than 1.23, -17.62, and 0.14 dB.

超表面是一种周期性亚波长人工结构薄层，其与入射电磁波共振耦合所引入的相位突变打破了传统光学对空间光程累计的依赖，表现出独特的电磁学特性。过去10年来，超表面以其优于传统光学元件的超薄厚度、超短调制距离和超高分辨率光波操纵能力受到研究者们的广泛关注。并且作为超材料的二维对应物，超表面更易于被制造和集成到器件中，可以工作在微波到可见光波长范围内。常用于超表面的制造工艺包括紫外光刻、电子束光刻、聚焦离子束光刻和纳米压印等，但超表面的大规模应用仍面临加工精度与大面积、大规模制造和加工成本之间的矛盾。基于飞秒脉冲激光和双光子聚合反应的双光子三维（3D）打印技术可以实现高精度、复杂3D模型和无掩膜的一步制造，具有加工便捷和灵活的优点，以及大面积制造的潜力，被广泛应用于超表面结构研究与制备。文章对基于双光子3D打印技术制备的超表面光器件的近期研究工作进行了综述。文章首先概述了超表面的概念、优势及加工方法，然后介绍了双光子3D打印技术的原理、发展历程和工艺优势，随后分类综述和讨论了表面等离激元超表面、超透镜、超表面纳米显示与图像处理和与光纤端面集成超表面的近期研究工作，最后对基于双光子3D打印技术的超表面光器件进行了评论与展望。

设计合成了一种萘酰亚胺化合物oCz-NI。通过理论计算，发现其具有扭曲的结构且电子给体和电子受体在空间上具有较小的距离，有利于实现空间电荷转移。不同溶剂中的光致发光光谱表明，oCz-NI存在分子内电荷转移。进一步进行变温光谱测试，发现粉末的荧光强度随着温度升高而增大，这表明oCz-NI具有热活性延迟荧光特性。上述结果表明采用空间电荷转移策略设计TADF材料具有可行性。热重分析和差示扫描量热法分析表明其具有良好的热稳定性，其5%失重温度为350 ℃，玻璃化转变温度为121 ℃。采用oCz-NI作为发光材料制备的有机发光二极管，发射峰波长为496 nm，最大亮度为1 405 cd/m²，最大外量子效率为4.11%。

针对全光纤干涉仪工作距离短、测量范围小等问题，提出了一种基于正弦相位调制的全光纤干涉系统，在参考臂通过电光调制器引入的调制参考光，与探头接收到的目标反射光产生干涉。根据锁相放大原理从干涉信号中提取出正交分量后，首先建立由正交分量构成的观测模型，通过卡尔曼滤波对正交分量的幅值和偏置进行迭代估计和修正，降低由相位延迟、调制深度漂移、寄生干扰等导致的幅值漂移和附加偏置；然后利用反正切法对反射光与参考光之间的相位差进行解调。开展了模拟干涉信号的相位解算仿真模拟和位移测量实验。仿真和实验验证了该算法解算相位的有效性。结果表明，该位移测量系统的工作距离可达到20 cm，测量精度为10 nm。

为了满足工业污染排放及突发安全事故对在线实时监测分析仪器的迫切需求，提出了全景双谱段红外成像干涉光谱测量反演仪器。通过双通道干涉系统、双谱段成像系统及方位俯仰轴系的协同设计，实现目标场景图像光谱信息的大视场、宽谱段、高分辨率测量。首先，根据傅立叶光学理论，建立了干涉成像光谱的标量衍射理论模型；然后，基于宽带采样与窄带采样理论，对双通道干涉系统进行采样设计，并在分析干涉成像特点的基础上，对双谱段成像系统进行光学设计；最后，研制了原理样机，并开展了烟囱排放气体烟羽的遥测实验。该仪器可以实现360°×60°大视场空间场景中3~5 μm和8~12 μm中长波红外光谱范围内4 cm⁻¹分辨率的光谱测量，满足排放监测定性识别与定量分析的应用要求。

为了实现硅基雪崩光电二极管蓝光波段（400~500 nm）高光响应度，设计了SACM型基本器件结构，探究了倍增层厚度对器件的雪崩击穿电压及光电流增益的影响及倍增层掺杂浓度对光响应度的影响，综合考虑光响应度和击穿电压的因素，结果表明：当表面非耗尽层掺杂浓度为1.0×10¹⁸ cm⁻³、厚度为0.03 μm；吸收层掺杂浓度为1.0×10¹⁵ cm⁻³、厚度为1.3 μm；场控层掺杂浓度为8.0×10¹⁶ cm⁻³、厚度为0.2 μm；倍增层掺杂浓度为1.8×10¹⁶ cm⁻³、厚度为0.5 μm时，器件具有较低的击穿电压V_br-apd=34.2 V。当V_apd=0.95 V_br-apd，该结构在蓝光波段具较高的光响应度（SR=3.72~6.08 A·W⁻¹）。上述研究结果对高蓝光探测响应度Si-APD实际器件的制备具有一定的参考价值。