通过高温固相法合成了一系列单基质白光荧光材料Cs₂Li₃Sr₂B₃(PO₄)₆∶Dy³⁺, 并对其结构特性、浓度猝灭机理、发光特性、温度特性、荧光寿命进行了测试与讨论。研究结果表明, 该样品的发射峰主要位于490 nm和577 nm, 且能在近紫外光/紫外光激发下产生单一白光。对比发现该样品在Dy3+掺杂浓度为7% 时荧光强度最强, 且通过计算得出该样品的浓度猝灭机理是由于偶极-偶极相互作用。热稳定性分析结果表明该样品的热稳定性优异, 在150 ℃下的荧光强度可达初始室温强度的97%。因此, Cs2Li3Sr2B3(PO4)6∶Dy3+是一种热稳定性优异的潜在的单一基质发白光材料。

当光纤布喇格光栅(FBG)复用过多或带宽有限时会存在波长串扰问题，信号解调方法的性能会影响结果的精确性。提出一种基于元启发算法的中心波长解调方法，采用实际光谱与理论光谱差异的最小二乘函数作为优化目标，利用具有优异挖掘能力和探索能力的海洋捕食者算法进行求解。数值仿真结果和实验验证表明：所提算法是一种有效的、可行的波长解调方法，在实现对多光谱重叠识别的同时又可以保证解调精度。

采用3.7 fs脉冲激光对半导体单壁碳纳米管的两个最低电子跃迁进行选择性抽运,诱导产生了沿碳管径向振荡的低频呼吸模式(RBM)和沿轴向振荡的高频伸缩模式(GM)。通过变换抽运光带宽,探测到最低单激发态抽运和双激发态抽运对两种声子振幅及初始相位的影响。研究结果表明,RBM和GM的振幅以及GM的初始相位得到了明显调制。基于相干电-声子耦合对声子场的影响,调制了碳纳米管晶格结构振荡模式的参量。提供了一种通过激发电子相干运动调控相干晶格振荡特性的可能性。

设计并外延生长了具有高温度稳定性的InAlGaAs/AlGaAs应变量子阱激光器, 用于解决852 nm半导体激光器在高温环境下工作时的波长漂移问题。基于理论模型, 计算并模拟对比了InAlGaAs, InGaAsP, InGaAs和GaAs量子阱的增益及其增益峰值波长随温度的漂移, 结果显示,采用In0.15Al0.11Ga0.74As作为852 nm半导体激光器的量子阱可以使器件同时具有较高的增益峰值和良好的波长温漂稳定性。使用金属有机化合物气相淀积(MOCVD)外延生长了In0.15Al0.11Ga0.74As/Al0.3Ga0.7As有源区, 通过反射各向异性谱(RAS)在线监测和PL谱研究了InAlGaAs/AlGaAs界面的外延质量, 实验证明了通过降低生长温度和在InAlGaAs/AlGaAs界面处使用中断时间, 可以有效抑制In析出, 从而获得InAlGaAs/AlGaAs陡峭界面。最后, 采用优化后的外延生长条件, 研制出了InAlGaAs/AlGaAs应变量子阱激光器。实验测试结果显示,其光谱半高宽为1.1 nm, 斜率效率为0.64 W/A, 激射波长随温度漂移为0.256 nm/K。理论计算结果与实验测试结果相吻合, 证明器件性能满足在高温环境下工作的要求。

利用反射各向异性谱(RAS)和反射谱在线监测了AlxGa1-xAs样品的金属有机化合物汽相淀积(MOCVD)外延生长过程。通过在线监测得到的RAS和反射谱可以敏感地反映出AlxGa1-xAs外延层组份发生的变化，从而优化外延生长工艺。实验表明,反射谱中的振荡周期可以在线计算组份和生长速率，利用反射谱中的振荡的第一个最小值与Al组份的线性关系，可以确定渐变组份初始值。通过在线计算得到的生长速率和组份与扫描电镜(SEM)和高分辨X射线衍射(HRXRD)测试得到的结果基本吻合。

为了提高852 nm半导体激光器的温度稳定性，理论计算了InGaAlAs、InGaAsP、InGaAs和GaAs量子阱的增益，模拟对比并研究了不同量子阱的增益峰值和峰值波长随温度的漂移。结果显示，采用In0.15Ga0.74-Al0.11As作为852 nm半导体激光器的量子阱可以使器件同时具有较高的增益峰值和良好的温度稳定性。使用金属有机化学气相沉积(MOCVD)外延生长了压应变In0.15Ga0.74Al0.11As单量子阱852 nm半导体激光器，实验测得波长随温度漂移的数值为0.256 nm/K，实验测试结果验证了理论计算结果。

通过光学在线监测技术对多层AlxGa1-xAs样品生长过程中的生长速率与表面结构进行了分析。描述了选取合适探测光子能量的方法并在线监测了样品生长过程中表面归一化反射率(Normalized Reflectance, NR)和各向异性反射率(Reflectance Anisotropy，RA)随生长时间的变化，得到了样品的时间分辨NR及RA曲线，利用光学干涉原理解释了NR曲线的振荡衰减特性。不同AlxGa1-xAs层NR曲线收敛值随Al组分的单调变化被认为是材料的折射率变化引起的，而RA值随Al组分的增加而增加说明Al原子的并入对表面光学各向异性有影响。通过拟合每一层材料的归一化反射谱振荡曲线得到了各层生长速率，与扫描电镜测试结果差别小于0.02 nm/s。对时间分辨RA曲线分析发现，生长温度对GaAs表面原子结构产生了影响。

研究了生长温度和中断时间对AlGaInAs/AlGaAs量子阱外延质量的影响，并使用金属有机化合物汽相沉积(MOCVD)外延生长了AlGaInAs/AlGaAs量子阱和852 nm半导体激光器。通过使用反射各向异性谱(RAS)和光致发光谱在线监测和研究了AlGaInAs/AlGaAs界面的外延质量。研究结果表明高温生长可以导致从AlGaInAs量子阱层到AlGaAs势垒层的In析出现象。通过优化生长温度和在AlGaInAs/AlGaAs界面处使用中断时间，可以有效抑制In析出，从而获得AlGaInAs/AlGaAs陡峭界面。使用优化后的外延生长条件，外延生长了整个852 nm半导体激光器，使用RAS在线监测了激光器的外延生长过程，可以有效地分辨出不同外延层和生长阶段。

通过瞬态反射各向异性谱和瞬态反射谱在线监测和研究了AlxGa1-xAs的生长过程，利用金属有机化合物汽相淀积技术在GaAs (001)衬底上生长了多层AlxGa1-xAs结构。选择最适合在线监测生长过程的探测光能量，在此探测光能量处所得到的反射各向异性谱和反射谱的信号在生长过程中有很明显的振荡行为产生。研究发现，通过瞬态反射各向异性谱可以很好地分辨出由表面引起的光学各向异性和由界面处引起的光学各向异性，能够得到界面处形成缺陷的信息，并且发现了反射各向异性谱和反射谱的信号随着铝组分的不同而发生有规律的变化。