Liquid crystal (LC) photonic devices have attracted intensive attention in recent decades, due to the merits of tunability, cost-effectiveness, and high efficiency. However, the precise and efficient simulation of large-scale three-dimensional electrically stimulated LC photonic devices remains challenging and resource consuming. Here we report a straightforward nonuniform finite difference method (NFDM) for efficiently simulating large-scale LC photonic devices by employing a spatially nonuniform mesh grid. We show that the NFDM can be further accelerated by approximately 504 times by using the improved successive over-relaxation method (by 12 times), the symmetric boundary (by 4 times), the momentum gradient descent algorithm (by 3.5 times), and the multigrid (by 3 times). We experimentally fabricated the large-scale electrically stimulated LC photonic device, and the measured results demonstrate the effectiveness and validity of the proposed NFDM. The NFDM allocates more grids to the core area with steep electric field gradient, thus reducing the distortion of electric field and the truncation error of calculation, rendering it more precise than the finite element method and traditional finite difference method with similar computing resources. This study demonstrates an efficient and highly reliable method to simulate the large-scale electrically stimulated LC photonic device, and paves the way for customizing a large-scale LC photonic device with designable functionalities.

针对集成光子滤波器在3～5μm大气窗口波段的应用，文章提出了一种基于切趾光栅辅助反向耦合器（contra-DC）的中红外上下话路滤波器。采用互补光栅错位的方法进行相位调制，实现光谱旁瓣抑制，同时消除了传统光栅错位调制方法造成的光谱变形。仿真结果表明，文章所提器件可以实现22 dB的高旁瓣抑制比（SLSR），并且带通滤波谱顶部平坦，滤波谱线接近箱形。器件具有较低的插入损耗，直通端口插入损耗约为0.4 dB，下载端口插入损耗约为0.45 dB。

针对多输出端口输出光功率的不均匀性问题，文章设计了一种基于绝缘体上硅（SOI）的1×4多模干涉（MMI）耦合器，提出了一种优化其均匀性的新方法。耦合器输入/输出端采用锥形波导，为提升MMI耦合器的均匀性，对输出端锥形波导采用不等宽设计，通过优化，四路输出端口均匀性高达0.007 4 dB，而总的插损仅有0.058 dB。依据该方法最终使得输出端波导的传输常数失配，避免了波导之间的串扰，实现了对MMI耦合器输出端口均匀性的提升。

新型显示是电子信息产业的重要基石之一，是为数不多的万亿元产业。其中，反射式显示，又被称为电子纸显示，无背光源，利用环境光阅读，拥有类似“传统纸张”的观阅体验，有望成为主流显示技术之一。电润湿显示技术作为一种新型的反射式显示技术，在具有电泳电子纸显示产品低能耗、视觉健康、可柔性等优点的同时，突破了“彩色”和“视频”两项当前束缚电子纸显示应用的技术瓶颈，在最近几十年得到了高速发展。本文对电润湿显示技术最新研究进展，包括关键材料、器件制备、填充与封装工艺、彩色化等进行系统的介绍。

当前聚合物稳定液晶器件的光电响应特性尚未完全满足智能窗的实用需求。材料的自身特性是决定液晶器件性能的关键，因此本文重点研究了负性液晶材料的介电各向异性和双折射率两项核心参数对聚合物稳定液晶器件光电响应特性的影响趋势，并给出对应的最佳参数。本文采用实验和仿真相结合的研究方法，首先选用具有不同参数的负性液晶材料制备聚合物稳定液晶器件，研究分析介电各向异性对器件光电性能的影响。然后通过仿真模拟，研究负性液晶材料的双折射率对器件光电效应的影响。最后通过实验和仿真结果的综合分析得出最佳负性液晶参数。研究结果表明，介电各向异性越大，液晶分子越容易被电场驱动，液晶器件的光电性能也就越好。在固定聚合物稳定网络双折射率的情况下，当负性液晶的双折射参数为n_e=1. 49、n_o=1. 593时，可达到最优雾度。这一研究结果可为聚合物稳定液晶器件性能的优化及产业化的发展提供理论指导。

超构表面是由亚波长结构单元组成，它可以利用微纳制造工艺在平面上制造出来。通过改变超构单元的形貌以及排列方式可以实现对光的精确控制，从而使超构表面实现多种光学器件的功能。超构表面平面光学器件具有超薄、超轻、可芯片级集成、易于大规模量产等优点，近些年来成为了微纳光子学里最热门的研究领域之一。基于紫外光刻工艺的晶圆级加工技术是未来实现超构表面光学器件大规模量产最可行的路线之一。本文综述了近些年来基于紫外光刻技术的晶圆级超构表面光学所取得的进展。这些研究工作在不同尺寸和材料的晶圆上实现了超透镜、偏振带通滤波器、半波片、完美吸收体、光束偏转器等光学器件。