拓扑绝缘体（TI）是一种具有特殊能带结构的新型量子物态。它的体内结构像绝缘体一样不导电，而表面像导体一样具有金属性能够导电，能够实现无损耗传播能量和信息，良好的光学透射率。利用平面角谱展开法和传输矩阵理论研究了拉盖尔-高斯（LG）光束入射分层拓扑绝缘体（TI）薄膜的相位分布特征。数值结果表明，反射场和透射场中LG光束的相位结构会随着拓扑磁电极化率（TMEP）的变化而变化，尤其是p波的相位分布中心轴发生左移或者右移的现象。拉盖尔-高斯LG光束入射分层拓扑绝缘体介质薄膜相位分布特征在无线激光通信、光学囚禁、微粒操纵、非线性光学以及信息编码等领域有一定意义。

针对传统点聚焦菲涅尔透镜聚光分布均匀性差以及聚焦光斑形状与太阳能电池片不匹配的缺点，采用离轴非旋转对称叠加方法进行了方形光斑均匀聚光菲涅尔透镜设计，透镜采用方形非旋转对称结构，设计过程中通过在透镜中心截取一方形小孔来降低聚焦光斑中心辐照度峰值，改善接收面聚光分布，以提高聚光均匀性.采用光线追迹法模拟并分析了小孔边长、离轴偏移量、离轴聚焦距等参量对聚光性能的影响，结果表明: 采用该方法设计的透镜聚焦光斑形状为方形，聚光均匀度高达90%.

针对传统点聚焦菲涅耳透镜聚光分布均匀性较差以及聚焦光斑形状与太阳能电池片不匹配的缺点, 提出了一种分区多焦点叠加方形光斑均匀聚光菲涅耳透镜的设计方法。在传统圆形同心环带点聚集菲涅耳透镜的基础上截取4个缺角等腰直角三角形菲涅耳透镜单元,做无缝拼接形成分区域四焦点叠加的方形光斑均匀聚光菲涅耳透镜, 通过这4个区域光的叠加有效改善了聚光的均匀度。基于光线追迹法, 采用TracePro光线模拟软件模拟并分析了环距、缺角弦长、腰长等透镜结构参数对聚焦光斑形状、聚光均匀度、辐照度等光学性能参数的影响。结果表明采用该方法设计的透镜聚焦光斑形状为方形, 聚光均匀度高达90%以上。

提出了一种低成本、高精度的阳光自动跟踪系统。采用由光敏电阻组成的感光器进行定位, STC12C5A60S2单片机进行双轴控制, 用小范围跟踪、大范围寻找的方式实现二维自动跟踪。系统跟踪时间长, 在一年四季的早晚日出、正午、雨天时段均能稳定工作, 跟踪精度达到0.1°, 解决了太阳光时变性问题, 提高了太阳能利用率。目前已成功应用于某隧道太阳光增强照明系统中。

为了利用绿色能源有效解决公路隧道进出口区段的“黑洞效应”和“白洞效应”, 在阳光输送机研究的基础上, 研制一种利用平行太阳光直接实现公路隧道进出口区段增强照明功能的新系统。该系统通过光路变换和反射等措施实现了在无光纤等传输介质条件下高效率、远距离的太阳光输送功能, 利用太阳光本身时有时无的性能缺陷改善了隧道增强照明系统亮度自适应隧道外光强的技术要求, 针对受光体位置固定不变的系统专门设计了极轴式自动跟踪系统, 保证了对太阳光的实时跟踪。实验结果证明, 该增强照明系统不但无须光导纤维或者导光管, 而且使得传输效率提高40%左右, 为隧道等白天也需要增强照明的地下工程直接利用太阳能开辟了一条新路。

高准确度自动跟踪系统是太阳能聚光器必不可少的组成部分，而信号采集器能否精确可靠地采集到阳光照射方向的信号又是自动跟踪准确度的关键.本文提出了一种粗细调互补信号采集器的设计方案，在正常工作期间通过软件能够根据需要不断地自动调整选择二组光电传感器中其中一组输出的差模信号作为有效信号，从而有效地解决了大范围寻找太阳和高准确度跟踪之间的矛盾；而在此基础上改进为对聚光后的阳光信号进行采集的新结构，又彻底解决了光电传感器本身在光照强度很大时进入饱和区与光照强度很弱时输出的差模信号太小的问题，有效延长了聚光器在早晚时段的正常工作时间.据此原理制作的聚光型粗细调互补信号采集器应用于某公司的CPV型1200W砷化镓发电系统中，取得了很好的跟踪效果,其实际跟踪误差≤0.1°(立体角).

对激光经过超声晶体光栅调制从而利用相位差和光程差进行光速测定进行了理论分析和实验研究。结果表明，在光速测定时超声波频率的选择并不影响测量结果，但在晶体谐振频率附近进行测量更有利于光强波形的观察和结果的测定。这一结论在同类实验问题的操作上具有一定的指导意义。

介绍了平板显示器件,如场发射显示器、等离子体显示器、液晶显示器、有机电致发光显示器驱动电路,分析了不同驱动电路的优点、缺点.