设计了一种基于蓝绿光发光二极管光源的黄疸光疗仪光源系统。根据光线在皮肤和组织中的传递过程及胆红素和光红素之间的转化过程,通过光谱匹配,建立与目标光谱匹配度较高的光源光谱。对光源阵列进行设计和仿真,建立了光源系统,并进行照度测试,照度平均值达32.9 μW·cm ^-2·nm ^-1,均匀度达81%。为进一步提高光源系统均匀度,在光源系统中采用菲涅耳透镜阵列,当菲涅耳透镜的环距为1 mm、透镜到光源的距离为1 cm时,均匀度提升至85%,照度为31 μW·cm ^-2·nm ^-1,与设计要求相符。

采用射频等离子体增强化学气相沉积的方法, 研究制备了一种基于硅基薄膜的高反射一维光子晶体。通过交替改变反应气体组分实现低折射率SiOx层和高折射率a-Si层的交替层叠沉积, 具有两种膜层介质折射率比大、反射率高、沉积时间短、工艺窗口宽等优点。采用5周期的SiOx层与a-Si层构成的一维光子晶体(厚度分别为155 nm和55 nm), 其禁带范围内(650~1 100 nm)的平均反射率达到99.1%, 高于相同波长范围内Ag的平均反射率(96.3%)。

采用基于第一性原理计算的平面波超软赝势方法, 计算电子辐照后由简单缺陷引起的GaN外延材料的光学性能变化。首先计算出本征GaN晶体的性质作为研究缺陷性质变化的参照, 着重分析了VN、VGa、GaN、MgGa、MgGa-ON、MgGa-VN、VGa-ON等缺陷对光吸收谱的影响。由于InGaN多量子阱是主要的LED发光来源, 还对不同In摩尔分数掺杂下的GaN进行了光学性质研究。结果表明: VN、GaN和In掺杂等缺陷使GaN主吸收峰出现红移且吸收系数均降低; 而VGa、MgGa、MgGa-ON、VGa-ON均使GaN的主吸收峰出现蓝移, 只是MgGa缺陷使主吸收峰峰值增加, 其余缺陷均使主峰吸收系数降低; MgGa-VN仅仅减小了主峰峰值, 并未改变光子吸收波长。研究结果表明, 电子辐照后的缺陷会使材料性能发生变化。

研究了不同能量的电子束辐照对GaN基发光二极管(Light emitting diode, LED)发光性能的影响。利用实验室提供的电子束模拟空间电子辐射, 对GaN基LED外延片进行1.5, 3.0, 4.5 MeV电子束辐照实验, 并应用光致发光(Photoluminescence, PL)谱测试发光性能。结果表明: 在1.5 MeV电子束辐照下, 采用10 kGy剂量辐照时, LED的发光强度增加约25%; 而在100 kGy剂量辐照时, LED的发光强度降低约16%。3 MeV的电子束辐照可使原来色纯度不高的LED的色纯度变好, 而更高能量的辐照将会引起器件失效。

研究了低能电子束辐照（LEEBI）对大功率GaN基蓝光LED性能的影响。利用实验室提供的电子束模拟空间电子辐射，对蓝光LED进行LEEBI，并对比未辐照的LED，研究其电学性质和光学性质的变化。结果表明，在电子束辐照下，LED发光强度提高，正向电压变小，击穿电压变小。同时利用电子束辐照机理对实验结果进行了分析和讨论。