利用磁控溅射方法改变氧气含量制备了一系列NiO∶Cu/ZnO异质pn结。 实验结果表明，氧含量对NiO∶Cu/ZnO异质pn结电学影响很大。 相对于纯氩溅射，引入一定氧气(O2/(Ar+O2)比例为30%)后，NiO∶Cu/ZnO异质pn结的整流特性明显得到改善。与此同时，NiO∶Cu/ZnO异质pn结的光透过率也从40%增大到80%。这可能是由于氧气的轻量引入致使NiO∶Cu/ZnO异质pn结的结晶得到改善，薄膜内缺陷减少所致。进一步提高氧气含量，直到O2/(Ar+O2)比例至80%后，异质结的整流特性有所削弱，这可能是由于过多氧气的引入造成薄膜缺陷再次增多，进而影响到异质结的整流特性。这一结论得到了EDS、XRD、AFM和UV结果的支持。

将梯度气压和梯度温度统一归为梯度密度，从而提出了梯度密度的概念，从理论上讨论了梯度密度对于超强飞秒（fs）脉冲成丝和等离子体通道形成和演化过程的影响。进一步提出了理想密度曲线的概念，并且对于各种不同情况下的理想密度曲线进行了计算和分析。在理想密度曲线下传输的脉冲能在避免多丝的情况下得到最大限度的非线性作用和光谱展宽，从而有望使得压缩后得到的脉冲宽度更短。对理想密度曲线下传输的实质进行了分析和解释，指出在理想密度曲线下传输的实质是保持n2Pc的恒定，在避免自聚焦或者电离的情况下，能使得光脉冲光斑半径在保持一定范围内长距离传输，并且形成一种自波导。

利用射频磁控溅射方法在玻璃衬底上室温沉积了一系列不同Mn掺杂的ZnO∶Mn薄膜。结合Raman光谱, XRD谱和SEM分析了ZnO∶Mn薄膜的结构特性。 Raman拟合结果显示, 在Mn摩尔分数从0增加到5.6%的过程中, ZnO∶Mn薄膜始终保持着六角纤锌矿结构; 随着Mn掺杂浓度的增大, 437 cm-1和527 cm-1位置上的Raman散射峰出现红移现象, 说明Mn掺杂量的增加导致晶格更加无序, 缺陷增多; 当Mn摩尔分数达到15.8%时, 647 cm-1处的Raman散射峰出现, 暗示了MnO的产生, 同时薄膜结晶质量变差。这一结论也得到了XRD和SEM结果的支持。

利用射频磁控溅射方法在玻璃衬底上沉积了一系列ZnO∶Mn薄膜, 结合Raman光谱、XRD衍射谱和SEM分析了工作气压对ZnO∶Mn薄膜结构特性的影响。 Raman拟合光谱显示, 在工作气压从1 Pa增加至4 Pa的过程中, ZnO∶Mn薄膜始终保持着六角纤锌矿结构。 但是, 随着气压的降低, 对应于E2(High)振动模式的Raman散射峰以及与Mn掺杂相关的特征峰左移, 说明在低工作气压时, ZnO∶Mn薄膜内晶格缺陷更多, 晶格更加无序。这一结论也得到了XRD和SEM结果的证实。

通过分段中空光波导对超短脉冲进行光谱展宽，进而压缩获得更窄的飞秒脉冲，是获得周期量级飞秒脉冲的一个简单而有效的方法。对这一方法的最优化问题进行了理论研究和数值模拟。理论计算表明，相等的两段光波导并不是最佳的选择方案，进行优化后的方案在脉冲能量和波形上都会有显著提高。另外，考虑各种物理机制，在两段光波导总长度一定的条件下，适当选取前后两段的长度，可以获得更为理想的脉冲，从而提高脉冲压缩的效率和效果。

分析了金属Ni、Al诱导非晶Si及非晶SiGe薄膜结晶的条件、特点和机理。简要介绍了金属诱导结晶相对于其它一些结晶工艺的优势及其在薄膜晶体管中的应用。概述了影响诱导结晶速率和薄膜微结构的诸多因素,如热处理条件和外加电场等。对电场增强金属诱导横向结晶的相关问题进行了探讨,指出适当强度的电场可显著加快横向诱导结晶的速率,但更强电场则会降低该速率,基于电迁移效应对该现象进行了解释。

为了定量分析飞秒激光金属加工中的热影响，基于一个二维的双温模型，采用有限差分法计算了飞秒激光烧蚀金属镍的径向热影响区。提出一种飞秒激光烧蚀热影响区定义，把热影响区定义为两部分，一部分是熔化再凝固区(晶格温度介于相爆炸温度和熔化温度之间的区域)，另一部分是热激活区(晶格温度介于熔化温度和热激活温度之间的区域)。通过研究表层晶格不同时刻的径向温度分布，得到飞秒激光烧蚀500nm厚金属镍的径向热影响区是160nm。结果表明，飞秒激光加工的热影响区非常小，可以实现对金属材料的超精密加工。并分析了电子热导率和电子比热容对径向热影响区的影响。

Micro-deposition of an aluminum film of 500-nm thickness on a quartz substrate was demonstrated by laser-induced forward transfer (LIFT) using a femtosecond laser pulse. With the help of atomic force microscopy (AFM) and scanning electron microscopy (SEM), the dependence of the morphology of deposited aluminum film on the irradiated laser pulse energy was investigated. As the laser fluence was slightly above the threshold fluence, the higher pressure of plasma for the thicker film made the free surface of solid phase burst out, which resulted in that not only the solid material was sputtered but also the deposited film in the liquid state was made irregularly.

采用有限差分法对约化后的双温方程进行数值模拟．研究了飞秒激光与金属铜相互作用时，脉冲形状对烧蚀结果的影响．结果表明：脉冲能量确定时，脉冲形状对烧蚀结果影响不大；多脉冲作用时，脉冲重复频率只有在一定范围内(随材料属性改变)，脉冲间的热累积效应才存在；对传导性好的金属材料，热累积效应不明显．并实验证实了上述结果．

用有限差分迭代求解光束传输方程,对1×2(Y型)耦合器和2×2(X型)耦合器分路的夹角大小对分路中光束分配比例的影响进行了模拟研究.模拟结果显示:耦合器夹角控制在一定的范围内,对分路中光束能量分配影响不大;2×2耦合器对分路夹角以及波导宽度的变化敏感.为飞秒激光加工光纤无源器件的可行性做了理论上的分析.