荧光粉粒子浓度的优化设计是改善白光LED颜色品质和流明效率的重要手段。通过光学仿真方法可以分析荧光粉层不同粒子浓度对LED光强分布和色度均匀性的影响。仿真结果表明，随着荧光粉粒子浓度的增加，荧光粉层对蓝光的散射和吸收增强，LED的流明效率增大，光强分布逐渐变均匀，光斑的色度由蓝光逐渐向白光转变。当荧光粉的粒子浓度为105 /mm3时，LED的光强分布最均匀，接近朗伯余弦分布。此时，LED光斑的色度坐标接近等能白光源，色度均匀性的空间分布较好。

为了提高GaN基LED芯片的光提取效率, 以GaN基LED芯片为研究对象, 建立了在蓝宝石衬底出光面和外延生长面上具有半球型图形的LED倒装芯片模型, 并利用光学仿真软件对图形参数进行优化设计。实验结果表明: 在蓝宝石衬底的出光面和外延生长面双面都制作凹半球型图形对芯片光提取效率的提高效果最好, 并且当半球的半径为3 μm, 周期间距为7 μm时, GaN基LED倒装芯片的最大光提取效率为50.8%, 比无图形化倒装芯片的光提取效率提高了115.3%。

为了满足加工和制作光子晶体光纤器件时的方位角定位需求，提出基于激光前向散射图案的方位角确定方法。用波长为650nm的激光垂直照射在光子晶体光纤的侧面，拍摄前向散射图案同时实时记录光子晶体光纤端面的显微图像。选取前向散射图案的局部区域强度之和为特征值，通过比较分析得出当求取前向散射图案半幅散射条纹强度值总和时，其特征值变化规律与光子晶体光纤内部轴向结构相对应，可用于光子晶体光纤特殊方位角的确定。在三种不同结构的光子晶体光纤的特殊方位角定位中，该方法的定位精度均小于0.5°，充分证实了该方法的有效性和普适性。提出的光子晶体光纤轴向特殊方位角确定方法简单实用、定位精确，将在光子晶体光纤器件加工中发挥重要的作用。

光子晶体光纤轴向方位角的确定在光纤器件的加工制作中具有重要的意义.采用平行光侧向照射光子晶体光纤，研究了六边形结构、混合结构以及大模场结构这三种光子晶体光纤，获取其在不同轴向方位角时的侧视光强图像.随着光纤绕轴向旋转，其光强图像出现特定的亮纹光强特征，通过分析得到亮纹光强特征值随光纤轴向旋转之间的变化关系，发现其透射光强图像的光强特征值呈现周期性变化，并与光纤空气孔结构有一定对应关系.采用Tracepro仿真模拟三类光子晶体光纤的侧视光强图像特征，在模拟侧视光强图像中，也出现随轴向旋转变化而变化的亮纹特征，模拟侧视光强亮纹变化特征与实验亮纹特征具有相似的变化规律.对比光子晶体光纤亮纹光强特征值随轴向方位角变化关系的实验曲线与模拟曲线，发现当光源平行于光纤空气孔构成的近似六边形结构的顶角连线照射时，其亮纹光强特征值出现极大值，可以实现光子晶体在特定轴向方位角的定位.