针对不同粗糙度表面反射光泄漏问题, 对Torrance-Sparrow模型进行修正, 建立了双向反射分布函数数学模型,数值计算了影响双向反射分布函数的各个因素, 通过实验对建立的数学模型和数值计算结果进行了验证.结果表明：影响反射信息的主要因素有镜面反射, 漫反射和介质的吸收, 镜面反射包括反射面反射率、反射面上微面元倾斜角概率分布函数、入射光入射到反射面的微面元入射角和反射角引起的遮蔽因子, 其中, 主要影响因素是镜面反射; 若选定入射角和粗糙度, 随着反射角从0到π/2变化, 反射面双向反射分布函数是以镜面反射角为均值的高斯分布, 当反射角大于1.4 rad, 反射面双向反射分布函数值急剧增加, 高斯分布发生变形; 若选定镜面反射角方向接收反射信息, 随着反射面粗糙度的增加, 反射面双向反射分布函数值单调下降, 且变化较快; 当粗糙度大于0.3时, 双向反射分布函数接近0.

利用飞秒激光泵浦探测技术，通过改变光学参数，如中心波长、功率，分别对未故意掺杂高纯n型砷化镓的差分反射谱进行研究，进而分析室温下砷化镓光生载流子动力学过程.首先，当泵浦光功率恒为100 mW，探测光功率恒为10 mW时，随着中心波长的增大，差分反射率峰值随之增大，信噪比也随之增加.其次，通过拟合不同延迟时间下泵浦光功率和差分反射率的实验曲线，并和理论模型比较后发现，在一定范围内的泵浦功率和差分反射率呈线性相关，未故意掺杂高纯n型砷化镓的饱和载流子浓度为(3.590 1±0.310 3)×1017 cm－3.在此基础上,把光生载流子动力学过程分为3个过程：804±67 fs的光激发过程、134 ~268 fs的初始散射过程、1 ps和3～6 ps的复合过程.研究表明，差分反射率与探测功率不存在显著的依赖性，但差分反射谱的信噪比与探测功率存在相关性.

为了探索阴极的氧化程度对环形He-Ne激光器引燃特性的影响，利用光电减速场法研究阴极材料的逸出功随阴极氧化的变化情况.在高真空条件下，用自制的卢基尔斯基球形光电测试平台和平行电极光电-放电器件，通过实验测出了铝作为放电器件的冷阴极在氧化工艺处理前后的逸出功及逸出功的值随氧化程度的变化情况.实验测得铝阴极在自然氧化后的逸出功为2.60±0.2 eV，此时被测铝阴极表面氧的质量百分比为3.2%.经不同时间氧化工艺处理的铝阴极，其逸出功随氧化时间的增长而降低.解释了铝阴极逸出功测量值可能处于2.5～4.3 eV之间的原因.由实验结果得到在一定范围内，氧化时间越长，材料的逸出功越小，越有利于环形He-Ne激光器的点燃.但阴极氧化也会影响气体放电过程的着火点压和阴极位降，因此对最佳氧化时间的选择要综合考虑这两方面的因素.

使用一种导热性能好、粘度小、电绝缘性强、无腐蚀性的透明液体封装LED，研究其封装后的光学特性，以获得一种光效高、散热好、体积小的新型汽车光源.按照汽车用LED前照灯GB 25991-2010配光要求，选用1 300 Lm的大功率白光LED光源，采用椭球面玻璃作为灯具基本外壳.用光学设计软件TracePro进行设计，通过调节光源在灯具内的位置，修改玻璃外壳形状，设计出了一款自投射式LED汽车远光灯.设计结果表明：以目前大功率白光LED光源技术，椭球面玻璃外壳直径在40~50 mm范围内的远光灯完全能满足国标要求，光能收集效率在86.5%以上.最后对制作灯具进行测试，照度值分布与仿真结果基本吻合.

为研究掺杂不同mol分数的Ag+，Fe3+对TiO2薄膜光催化性能的影响，采用溶胶-凝胶法分别制备了掺杂不同质量分数的Ag+，Fe3+及其共掺杂的纳米TiO2光催化杀菌膜。以大肠杆菌为光催化抗菌的反应模型，对TiO2薄膜光催化性能进行了评价。进而采用XRD，Uv-Vis对复合掺杂薄膜的特性进行了测试，以分析Ag+，Fe3+对影响TiO2薄膜的光催化杀菌性能的内在机理。结果表明：在荧光灯照射下，以Ag+，Fe3+各自最佳掺杂量Ag/Ti+=0.05%，Fe/Ti=0.1%，共同掺入TiO2中时，共掺杂杀菌率最高，并且共掺杂有良好的光催化分解能力。所得TiO2晶型基本为锐钛矿型，通过Uv-Vis可以看出共掺杂在可见光区具有良好的吸收性能。Fe3+是由于拓展了TiO2的吸收范围，而Ag+是由于正离子有效地抑制光生电子空穴的复合,它们二者共同合作从而提高了TiO2薄膜的光催化性能。共掺杂相对于单掺杂有着更优异的性能，是进一步的研究方向。

基于平面光波在晶体中传播的电磁理论特性,推导了光波在晶体表面折射时,双折射光波中e光线透过晶体出射点的位置受到任意光轴取向、任意入射角影响的关系式;利用MATLAB对关系式进行了数值计算分析,绘出双折射e光与任意光轴取向、任意入射角关系曲线,并给出了对应的定量关系式;实验验证了该公式是正确的。

应用飞秒时间分辨差异吸收光谱技术对PSⅡ的LHCⅡ三聚体中的能量传递过程进行实验研究,分析得到三组能量传递的时间寿命组分:748 fs、3.28 ps、32.15 ps.其中748 fs的组分为单体内Chl b649分子经Chl b658将能量传递给Chl a665分子的过程;3.28 ps时间常量反映单体内能量从Chl a677向吸收更长波长的Chl a688分子的能量传递过程,以及Chl b643、Chl b6 58和Chl a668～670分子获得能量的过程;而32.15 ps的时间与三聚体内的单体间的能量传递过程有关.

对采用溶胶凝胶法制备的ZnSe/SiO2半导体量子点玻璃的光谱性质进行了测试分析.UV-Vis透射光谱中观察到光吸收边相对于体相半导体有明显蓝移.稳态发射光谱(PL)中观察到ZnSe纳米晶体的位于蓝区的基本呈高斯分布的弱的最低激子发射峰、强而宽的表面态发光带以及对应杂质能级的三个锐峰发光.时间分辨荧光光谱(TRPL)中观察到发光效率高的最低激子发射峰,并测量其荧光衰减寿命,经尾部拟合为28.5 ps.同时,结合有效质量近似(EMA)模型,估计ZnSe纳米晶体的平均粒径介于2.45～3.60 nm之间,尺寸分布基本呈高斯型.

通过对稳态、瞬态吸收谱以及瞬态荧光发射谱的测量分析得出:在三聚体内存在以下六个特征叶绿素分子Chlb628、Chlb646、Chlb654,657 652、Chla666 664、Chla677,680 674、Chla683 682(下标为吸收峰,上标为发射峰).在波长为655 nm、666 nm、680 nm、683 nm时分别采用时间相干单光子技术(TCSPC)记录其荧光动力学谱.根据荧光产生的物理学机制,对这些荧光动力学谱的分析采用的是分子同时接受能量与耗散能量的指数模型,得出在离体的外周天线三聚体内,Chl b654,657 652、Chl a666 664、Chl a677,680 674和Chl a683 682分子在接受Chl b628分子的传能时,大部分经过了Chl b646分子,传能时间发生在97～157 ps的时间间隔内,可见Chl b646分子在外周天线三聚体中是连接Chl b和Chl a传能的主要分子;Chl b654,657 652…→Chl a666 664…→Chl a677,680 674…→Chl a683 682分子依次传能的时间在10 ps左右,这种传递过程可归结为是处于激发态分子首先经过内转换后再将能量以F(o)rster共振机制的形式传给了其它分子;大量小于1 ps的传能过程是叶绿素分子之间以激子共振的方式进行直接传能;Chl b654,657 652、Chl a666 664、Chl a677,680 674和Chl a683 682分子以时间常量分别为1.44 ns,1.43 ns,636 ps,713 ps发射荧光回到基态.

在时间相关单光子技术的基础上，对假根羽藻外周天线内叶绿素分子间的能量传递进行研究．采用瞬态吸收与荧光发射谱识别样品内的具有特征光谱组分的分子，得到在叶绿素分子的Q带区主要存在以下六个特征分子：Chlb₆₃₀，Chlb₆₄₂，Chla(653,652)，Chla(667,664)，Chla(676,680,675)，Chla(683,682)．在630nm的飞秒脉冲光的激发下，通过对不同特征发射峰出的荧光动力学进行解析得到：1)Chlb₆₂₈分子所吸收的能量仅有大约20%被直接传递给其他叶绿素分子，传能时间小于150fs；2)叶绿素间大部分的能量传递发生在长于76ps的时间范围内；3)传能时间常量在几百fs以及10ps左右的间接传能可能与具有不同光谱组分特征的叶绿素分子在外周天线内的排列方式以及偶极距的取向有关；4)Chlb_654，657652，Chla(666,664)，Chla(677,680,675)和Chla(683,682)以荧光形势耗散能量的时间常量分别为1．41ns，1．39ns，676ps，709ps，这部分在整个能量耗散中占的比例不超过40%．