量子科技的发展多年来得到了光电技术的有力支撑，笔者团队由此进行了一系列光电量子器件的研究和开发。为在光纤量子通信中实现单光子信号的按需产生，笔者设计了几种微纳柱型光腔-量子点单光子源；发展了频分复用技术，研制了高纯度、高全同的宣布式单光子源；利用GaN缺陷的单光子特性，制备了室温量子随机数发生器。笔者优化周期极化铌酸锂的级联波导结构设计，大幅提升了通信波段量子纠缠光源性能，使保真度高于97%，噪声特性提高10倍；设计和制备Si₃N₄微环腔纠缠源器件，实现了99%的干涉可见度，展示了芯片集成量子光源的技术可行性；应用所制备的纠缠光源，实现了数十千米光纤基量子密钥分发和量子隐形传态。笔者发展了单光子探测器制造工程，研制了用于太阳光谱量子测量的低噪声高速雪崩单光子探测器和用于量子成像的128×32及以上规模的雪崩焦平面单光子探测器。笔者制备了光纤基量子存储器，实现了1 650个光子模式的有效存储；研究了光机械量子器件的原理机制，探索了纳米光机电系统用于量子精密测量的技术前景。希望以上综述为未来量子信息网络的发展提供研究参考和技术储备。

采用溶剂挥发法，在室温条件下生长出掺不同浓度Mn⁴⁺的K₂TiF₆∶Mn⁴⁺红光晶体。样品在紫光区和蓝光区都表现出Mn⁴⁺的特征宽带激发，对应于其⁴A₂ → ⁴T₁和⁴A₂ → ⁴T₂能级跃迁。在蓝光激发下，所有晶体都呈现出一系列窄带红光发射，其中最强发射峰位于631 nm处。在这些晶体中，样品K₂TiF₆∶Mn⁴⁺ （13.18%）表现出最高效的红光发射，其内外量子效率分别高达97.2%和83.3%。值得一提的是，该样品表现出荧光负热猝灭效应，其在120 ℃时的红光发射强度是室温时的1.81倍。所得晶体与Y₃Al₅O₁₂∶Ce³⁺ （YAG∶Ce³⁺）组装的暖白光LED流明效率（LE）高达180.9 lm/W、色温低至3 859 K、显色指数为91.3。与β?SiAlON∶Eu²⁺组装成白光LED器件，LE也达101.5 lm/W，显示色域为NTSC （National Television System Committee）标准值的94%。因此K₂TiF₆∶Mn⁴⁺晶体在白光LED照明及显示领域具有潜在应用前景。

为分析和改善激光诱导击穿光谱技术（LIBS）在定量分析土壤和大米中镉（Cd）元素含量时基体效应对分析结果的影响，以Cd Ⅱ 226.502 nm谱线为分析对象，对比研究了基体种类、KCl质量分数和激发方式等对Cd Ⅱ 226.502 nm谱线强度和定量分析结果的影响规律。研究结果表明：基体主成分的化学形态和电离能是产生基体效应的主要因素，KCl作为添加剂能明显改善大米中Cd Ⅱ 226.502 nm的谱线强度，光电双脉冲激发能显著增强基体中Cd Ⅱ 226.502 nm的谱线强度、稳定性并提高信噪比。与单激光脉冲激发方式相比，在光电双脉冲激发下，SiO₂、土壤和大米三种基体中Cd Ⅱ 226.502 nm的检测下限分别从372、332和2874 mg·kg⁻¹降低到42、72和37 mg·kg⁻¹。

利用Nd:YAG激光器研究了DKDP晶体元件在激光辐照下的表面损伤特性，对比研究了355 nm和1064 nm激光辐照下晶体元件的表面损伤形貌，分析了每种损伤形貌对应的前驱体和损伤机制。研究结果表明：相对于体损伤，晶体的表面损伤更加复杂，在脉宽约10 ns、损伤概率小于等于50%的激光能量密度辐照下，DKDP晶体的表面损伤主要有带坑底空腔损伤坑、表面损伤裂纹、平底损伤坑、表面烧蚀四种典型形貌。通过光学显微镜和扫描电子显微镜的成像和分析发现：带坑底空腔损伤坑和表面损伤裂纹的前驱体都是晶体体缺陷，平底损伤坑的前驱体则可能是表面加工裂纹、裂纹内碎屑、表层体缺陷等中的一种或多种，表面烧蚀主要由表面污染和浅表层缺陷形成。与熔石英光学元件一样，表面损伤仍然是晶体元件抗激光辐照损伤的薄弱环节。