为了减少磁控溅射法沉积MgF₂薄膜的F贫乏缺陷, 在工作气体Ar₂中加入SF₆作为反应气体, 在石英玻璃衬底上用射频磁控溅射法制备了MgF₂薄膜, 研究了溅射功率对MgF₂薄膜化学成分、微观结构和光学性能的影响。结果表明, 随着溅射功率从115 W增加到220 W, F: Mg的原子比不断增加, 185 W时达到2.02, 最接近理想化学计量比2 : 1;薄膜的结晶度先提高后降低, 最后转变为非晶态; MgF₂薄膜的颗粒尺寸先是有所增加, 轮廓也变得更加清晰, 最后又变得模糊。MgF₂薄膜的折射率先减小后增大, 在185 W时获得最低值, 550 nm波长的折射率1.384非常接近MgF₂块体晶体;镀膜玻璃在300~1100 nm范围内的透光率(以下简称薄膜透光率)先增大后减小, 185 W时达到94.99%, 比玻璃基底的透光率高出1.79%。

针对光学倒锥窄尖的制备工艺困难的问题，通过特殊设计掩膜版，利用步进式光刻机，经过一次步进，对光刻胶进行两次连续的图案化处理，突破紫外光刻机的分辨率极限，制备出尖端接近50 nm的倒锥结构图案.再对光刻胶进行回流处理，解决其分层的问题，保证了结构侧壁的光滑度及尖端的完整性.在深硅刻蚀工艺中，通过对刻蚀中各气体组分进行调整，改善了锥形结构表面形貌，使结构的均匀性和完整性得到提升.最终得到了适用于层间耦合的尖端接近50 nm的光学倒锥.

采用步进投影式光刻机的步进原理控制曝光剂量, 制备楔形模斑转换器.分析了不同曝光剂量对侧壁形貌的影响以及最佳的刻蚀参数.实验结果表明: 最佳曝光时间为20 ms/次, 回流温度为160℃, 时间为1 min, 当刻蚀气体及比例为SF6∶He=8∶80时, 刻蚀后得到满足需求的样品,且制备方式制作周期短, 精度高, 与电子束灰度曝光方法相比, 具有高效率、低成本等优点.

介绍了GaSb单晶的制备方法，包括提拉(CZ)法、垂直布里奇曼(VB)法、水平布里奇曼(HB)法、垂直定向凝固(VDS)法和垂直梯度冷凝(VGF)法，总结了它们的优缺点。研究结果表明，VB法、VDS法和VGF法更适合GaSb单晶的生长。进一步介绍了三元合金GaInSb晶体生长工艺的研究进展，微重力环境可以有效抑制晶体中In元素的成分偏析，提高晶体的均匀性。简单介绍了GaSb单晶材料在器件制作方面的应用，展望了GaInSb晶体材料的发展前景。

为提高稀土掺杂TiO2薄膜的上转换效率，采用溶胶-凝胶法和旋涂镀膜工艺制备了Yb3+-Er3+共掺杂SiO2/TiO2上转换光致发光薄膜，研究了SiO2对TiO2薄膜形貌以及发光性能的影响。利用FE-SEM观察了薄膜的表面形貌，利用分光光度计测试了薄膜在近红外光区域的透射率的变化，并用荧光光谱仪测试了薄膜的上转换发光光谱。结果表明：SiO2的掺杂导致TiO2颗粒尺寸显著减小，TiO2薄膜在近红外的透射率也有所下降。在980 nm红外光激发下，SiO2/TiO2薄膜在630~670 nm处获得了明显的上转换红光发射，在516~537 nm和537~570 nm处获得了较弱的上转换绿光发射。由上转换发光强度与激光泵浦功率的关系推知，绿色和红色上转换发光均为双光子吸收发射过程。

以钛酸正丁酯、异丙醇、硝酸镱和硝酸铒为起始原料，乙酰丙酮为络合剂，硝酸为催化剂，采用溶胶-凝胶法和旋转镀膜工艺制备出无掺杂和镱、铒共掺杂二氧化钛光致发光薄膜。利用接触角测定仪测定玻璃基底和溶剂之间的接触角，通过TG、XRD和FESEM分别对溶胶溶液或薄膜样品进行热分析、物相分析和特征形貌表征，研究了掺杂元素、不同煅烧温度对薄膜物相组成的影响。结果表明：异丙醇与玻璃基底的接触角最小，被选为最佳溶剂。当煅烧温度达到700 ℃且保温2 h时，可得到晶型较好的无掺杂和镱、铒共掺杂薄膜，其颗粒形貌为球形结构，平均尺寸不大于50 nm，薄膜表面均匀致密且较光滑。荧光分光光度计的测试结果表明，镱、铒共掺杂薄膜具有较强的光致发光性能。