A low-numerical-aperture (NA) concept enables large-mode-area fiber with better single-mode operation ability, which is beneficial for transverse mode instability and nonlinear effects suppression. In this contribution, we reported a high-power fiber amplifier based on a piece of self-developed large-mode-area low-NA fiber with a core NA of 0.049 and a core/inner cladding diameter of 25/400 µm. The influence of the pump wavelength and fiber length on the power scaling potential of the fiber amplifier is systematically investigated. As a result, an output of 4.80 kW and a beam quality factor of ∼1.33 were finally obtained, which is the highest output power ever reported in a fiber amplifier exploiting the low-NA fiber. The results reveal that low-NA fibers have superiority in power scaling and beam quality maintenance at high power levels.

量子点（Quantum dots）由于具有优异的光电特性，广泛应用于发光与显示、太阳能电池、光催化等领域，它的发现和合成获得了2023年诺贝尔化学奖。采用量子点色转换的Micro?LED全彩化显示技术无需巨量转移，有望实现大规模量产，然而，量子点在高强度Micro?LED出光激发下的性能和寿命仍存在局限。基于此，本文研究了基于量子点@有序介孔（QDs@SBA?15）复合材料的Micro?LED色转换技术及其特性，有序介孔分子筛载体独特的孔道结构不仅能够有效提升Micro?LED色转换和光提取效率，且致密的有序介孔材料也一定程度上保障了量子点的稳定性。首先，通过时域有限差分方法（FDTD）建立了Micro?LED仿真模型，探究量子点粒径和有序介孔材料的孔径对光提取效率的影响；基于仿真结果指导，进一步采用物理共混法制备了QDs@SBA?15复合材料，通过透射光谱、荧光激发光谱、紫外?可见光吸收谱等手段对其进行表征并确定浓度配比；最后，将该复合材料与聚二甲基硅氧烷（PDMS）混合固化成膜，并研究了其光致发光性能。实验结果发现，量子点粒径和介孔材料孔径的匹配度以及量子点和有序介孔材料的比例浓度是影响QDs@SBA?15复合材料发光效率及Micro?LED色转换性能的关键因素；通过优化，所得复合材料可获得优异的发光性能以及良好的环境稳定性，相比于纯量子点色转换层，复合材料的光提取效率提升了81.73%，复合材料的环境稳定性提升了14.33%，以Micro?LED作为蓝光光源组成的三基色发光器件工作色域达到了104.52% NTSC。本研究为量子点色转换Micro?LED显示技术提供了理论指导，为实现Micro?LED全彩化开辟了新路径。

随着微米级像素尺寸的微型自发光二极管（Micro-LED，μLED）的出现和发展，采用μLED作为光源和像源的超微型投影光学引擎成为了可能，其极大简化了传统投影显示光学引擎的结构。本文提出了一种基于μLED的超微型投影光学引擎，基于现有3.302 mm（0.13 in）的μLED显示芯片设计了高像质的微型投影镜头。针对μLED的光分布特性，优化μLED发散角度与微投影镜头的光瞳匹配，有效提升了μLED微投影光学系统的光能利用率。结果表明，所设计的μLED微投影显示光学引擎体积仅有18.35 mm³，投影镜头中心视场的MTF值在截止频率处超过0.57。该μLED微投影显示光学引擎较好地实现了系统体积与成像像质的均衡，未来在AR/VR等近眼显示设备上具有广泛的应用前景。

LD泵浦掺镱光纤激光器具有低成本、高效率、高光束质量等优点，在工业、科研、**等领域有着广泛的应用。在大部分实际应用中，由功率和光束质量决定的亮度是影响光纤激光器实际作用性能的核心指标。受到非线性效应（尤其是受激拉曼散射）和模式不稳定效应的限制，当前高亮度掺镱光纤激光器输出功率提升遭遇了明显的技术瓶颈。为了抑制非线性效应和模式不稳定效应，在传统方法的基础上，提出了变纤芯直径光纤和优化泵浦波长等成体系的方法以提升光纤激光器的输出功率；为了有效提高对光纤激光器的设计研发能力，提出并开发了具有自主知识产权的光纤激光仿真软件SeeFiberLaser。首先，介绍了影响宽谱高功率掺镱光纤激光器亮度提升的主要限制因素，给出了各个限制因素的抑制方法；其次，利用自研光纤激光仿真软件SeeFiberLaser对提升光纤激光器功率的方法进行优化设计，并对工业常用的振荡器和高亮度光纤激光放大器进行仿真优化；然后，介绍课题组采用后向泵浦、变纤芯直径光纤和优化泵浦波长等方法提升激光功率，实现的6~10 kW高亮度功率光纤激光器；最后，对更高亮度光纤激光器的技术方案进行讨论和展望，提出了无源器件集成化、增益传能光纤一体化等思路，提出了基于变纤芯直径增益传能一体化光纤和集成化无源器件的新型高功率近单模光纤激光器技术方案。

量子点色转换是实现新型显示器件全彩化和提升显示色域的一种有效策略，但量子点环境稳定性差限制了其应用和发展。本文基于具有自限制表面反应特性的原子层沉积工艺，探索了在量子点色彩转换膜上原位生长致密的氧化铝封装膜，该封装方法将具有高光透过率、高致密的材料与贴合紧密的工艺有效结合。仿真结果表明，氧化铝封装的量子点色彩转换膜的出光强度达到了未封装的94.9%。并且，实验结果也表明，氧化铝封装基板的光透过率是空白基板的96.4%，而且封装后的量子点色彩转换膜在高温高湿（85 ℃，85% RH）环境中工作240 h后，光转换效率仍然保持初始的60.8%，比未封装的光转换效率（11.43%）提升了63.9%。该封装方法实现了在量子点色彩转换膜出光强度不受影响的同时，有效提升量子点色彩转换膜的稳定性，为量子点色彩转换膜的稳定性提升提供了一条可行思路，同时扩展了原子层沉积工艺在光电显示领域的应用，具有重要的科学意义和应用前景。

扩散板作为液晶显示器（Liquid Crystal Display，LCD）背光中不可或缺的重要部件，可起到雾化光线的作用。常见的扩散板主要有表面微结构型与粒子散射型两种，主要性能参数是雾度及透光性，加入量子点的扩散板还具备色转换和改善色彩呈现能力的特性。相较于量子点色彩增强膜，量子点扩散板具有制备工艺更简单、成本更低、雾化能力更高等优势，非常适合于Mini-LED背光源。本文对液晶显示用扩散板的研究进展做了简要概述，并着重介绍了多层结构的量子点扩散板的制备工艺及性能。在稳定性方面，所制备量子点扩散板在高温高湿（60 ℃/90%RH）环境下可长时间储存，在蓝光照射条件下（中心波长450 nm，45 ℃/85%RH）的T95寿命超过了1 000 h。同时，该量子点扩散板在450 nm蓝光Mini-LED背光照射下的亮度均匀性高于80%，蓝、绿、红光的半峰宽分别小于20 nm、25 nm、25 nm，色域覆盖率达到了DCI-P3标准的99.58%。总之，该量子点扩散板兼具优异的色转换与匀光的功能，且寿命稳定，有望在大中型尺寸液晶显示器中得到大规模应用。