为了得到纳米线阵列太阳能电池的最优转换效率，通过仿真计算对GaAs轴向pin结纳米线阵列进行了结构优化.首先利用三维有限时域差分法分析了GaAs纳米线阵列的光吸收特性，并对其直径、密度等结构参量进行优化，优化后的GaAs纳米线阵列的光吸收率可达87.4%.在此基础上，利用Sentaurus软件包中的电学仿真模块分析了电池的电学性能，并根据光生载流子在纳米线中的分布，对轴向pin结结构进行优化，最终优化过的太阳能电池功率转换效率可达到17.6%.分析结果表明，通过钝化处理以降低GaAs纳米线的表面复合速率，可显著提升电池的功率转换效率，而通过减小纳米线顶端高掺杂区域的体积，可减少载流子复合损耗，从而提高电池效率.该研究可为制作高性能的纳米线太阳能电池提供参考.

根据超晶格结构的激光衍射图, 提出了一种定量确定倒易矢量分布的实验方法.首先, 将正方形周期超晶格结构作为参考光栅, 得到其衍射图.根据傅里叶光学理论, 计算出基本倒易矢量的大小, 与衍射图上的几何长度建立标尺关系.通过引入矩形超晶格结构, 证明了该方法在周期超晶格结构中的可行性.其次, 将H型和谢尔宾斯基分形超晶格结构作为光栅, 获得的衍射图与正方形结构衍射图进行对比.由衍射点间的几何长度比值, 推算出分形衍射图中的倒易矢量分布.根据倒易矢量和准相位匹配谐频的基频波长之间的定量关系, 理论计算出能够进行的谐频波长.最后, 实验制备分形结构LiNbO3非线性光子晶体, 探测准相位匹配倍频, 所实现的倍频波长与理论计算值相吻合.谢尔宾斯基分形结构光栅在理论与实验上均可实现1.352 μm的有效倍频输出.