提出一种基于双自由曲面的均匀照明设计方法，根据几何光学理论和能量映射关系，设计了距高比为1的双自由曲面透镜。通过将扩展光源和透镜表面离散化，对扩展光源进行反向追迹构建新的双自由曲面。借助光学仿真软件模拟了光学性能，结果表明：在距离光源1000 mm处的目标面实现了半径为1000 mm的均匀圆形照度分布，照度均匀度达92.3%，该方法有效提升了基于扩展光源的目标面的照度均匀性，设计过程无需对自由曲面反馈优化，大大缩短设计时间，过程简易方便。

基于贝叶斯条件概率公式并结合卷积定理，推导出一种能够利用系统输出和系统响应函数来反卷积求取系统输入函数的理论公式.根据光谱仪的性能参量，结合点扩散函数的主要来源（狭缝衍射、光栅衍射和光学系统像差）的理论公式，推导出光谱仪的点扩散函数，并对光谱仪的测量结果进行基于贝叶斯反卷积原理的光谱校正；利用反卷积前后的光谱数据差值，引入“光谱曲线标准差”概念，用于判断反卷积结果的数据准确度.实验结果表明，该方法能够有效地通过对系统输出进行迭代，消除点扩散函数的影响，将“模糊”后的光谱数据较好地恢复成原始光谱曲线，从而提高光谱仪的准确度.

对表面光泽度较高的物体表面颜色进行测量，常采用漫射照明、8°观察角、消除镜面反射光的几何条件。在结构设计中，通过积分球内设置的光阱来消除镜面反射光。由于光阱的尺寸、大小的不同，导致不同结构的仪器在测量表面光泽度不同的样品时会产生较大的器间差。从理论上分析了漫射照明、8°观察角、消除镜面反射光的几何条件下不同结构的测量仪器的器间差产生原因；设计了一种可以兼容包含镜面反射光(SCI)和去除镜面反射光(SCE)几何条件的测量结构，通过对样品表面SCI和SCE数据进行同时测量获得样品表面的光泽数据；提出了一种根据被测材料表面光泽数据对SCE测量数据进行修正的修正模型，并设计相关实验进行验证。实验结果证明，应用该修正模型对测量结构进行修正可以显著减小不同仪器结构之间的测量偏差，有显著的工程应用价值。

提出一种无需特殊封装结构光源，采用封装类型为表面贴装型，或板上芯片封装型的普通照明用发光二极管光源的照明子系统.为了使新照明系统在切换具有不同光色普通照明用发光二极管光源时使用同一个匀光系统(可保证被照面照度均匀度)，根据非成像理论中的边缘光线原理，使用同步多曲面法设计了通用型匀光光学系统。该系统可以在保持光学系统固定的前提下进行多种照明光源的替换，无需经过匀光设计的特殊结构光源，保证了目标面照度均匀度，并扩展了照明子系统的光色范围.多组蒙特卡罗光线追击仿真对比表明，新系统所使用光源只要满足透镜设计针对光源尺寸的需求，满足尺寸要求的普通照明用光源即可集成入系统使用，不会因为被照面照度不均匀导致的辨别度下降，因而适用于对能量利用率要求不太高，但对目标面照度均与度有较高要求的机器视觉照明系统.

讨论了荧光粉浓度及驱动电流强度对白光LED特性的影响。采用软件模拟实验和实际封装测试相结合的研究方法进行分析研究。对荧光粉浓度变化对白光LED光通量和相关色温(CCT)的影响进行了三维光线追迹模拟，并且进行了实际的封装验证。另外对白光LED的节温和显色性也做了深入细致的研究。研究结果表明：CCT随着荧光粉浓度的增大而减小，光通量则先上升后下降。同时由荧光粉浓度和驱动电流强度变化所引起的节温升高会降低荧光粉的转换效率。对显色性而言，采用高浓度荧光粉封装的白光LED有相对低的显色指数；并且显色指数随着驱动电流强度的增加而升高，最终趋于稳定。

针对目前室内照明用发光二极管(LED)灯显色性的不足，提出一种解决方案，采用3种不同类型的LED共同构成LED灯的发光模块。通过程序计算3种LED各自使用不同数目时的LED发光模块的色温、显色指数和光效。分析了每种LED使用数目的变化对结果的影响，同时以色温为3800 K和4800 K的结果为例对优化组合的选择加以说明，并从大量的结果中优选了不同色温下(3400 K~5600 K)显色指数(均在90左右)和光效都较为理想的组合结果。与其他提高白光LED显色指数的方法相比，本方案更易于实现，且更适用于室内照明灯具。该研究结果为LED灯在满足优质照明对显色性的要求方面提供了一个发展方向。

本文基于结构函数理论出发，研究了 LED热特性测试的方法。通过改变 LED样品的功率输入，利用热测试设备测试 LED样品的瞬态温度变化曲线，再通过对温度变化曲线进行处理，抽取出结构函数，从而分析出 LED样品的热阻和热容等热属性参数。与常规方法相比，这种测试方法具有非破坏性的优点，能够更加准确的测量出 LED各个部分的热阻分布，而且结果可视效果好，是评价大功率 LED热特性的有效评测手段之一。

为了从理论上分析提高非晶硅太阳能电池的转化效率，运用微电子和光子结构分析一维器件模拟程序模拟非晶硅太阳电池a-SiC∶H/a-Si∶H/a-Si∶H结构，分析比较了不同前端接触透明导电层的功函数ФITO、禁带宽度、本征层厚度、掺杂浓度、缺陷态密度等因素对太阳电池性能的影响.模拟得到，在功函数达到5.1 eV，禁带宽度1.8 eV，本征层厚度265 nm等最优化条件下，非晶硅太阳能电池转化效率达到9.855%，比一般非晶硅太阳能电池转化效率高近2%.

介绍了EVA胶膜对太阳电池组件的影响以及EVA胶膜交联度的测试方法。通过测试交联度来优化设定太阳电池组件层压的层压时间、温度等影响因素，使得太阳电池组件转化效率最大化，并保证可靠的使用寿命。通过对不同位置的EVA胶膜交联度测试，来检测层压机表面各个区域温控的工作情况，以保证太阳电池组件批量生产的合格率。

针对封装胶中掺杂纳米颗粒以及采用梯度折射率的LED封装模式, 用蒙特卡罗方法模拟光在胶体中的传播, 分析散射系数对透光率的影响. 结果表明, 透光率随散射系数增大而减小. 对于固定的封装层数, 各层均采取最佳折射率值时, 透光率可以达到最大. 梯度折射率值逐渐减小的多层纳米掺杂封装结构, 透光率高于传统的封装模式, 能够提高LED的出光效率.