双向相移结构光三维成像具有更高鲁棒性，但在两个方向上使用相同数量的多频相移编码，增加了扫描时间。利用极线几何，提出一种改进的双向结构光编解码算法，在保证精度的前提下能有效减少一个方向的编码图像的数量。首先，在纵向进行多频相移结构光扫描，得到纵向相位。利用极线几何，将纵向相位映射为横向临时相位。然后，在横向使用最高频结构光扫描，得到横向的高频缠绕相位。利用横向临时相位，对横向的缠绕相位进行解缠绕，得到最终的横向相位。最后，建立相机和投影机间的直线模型，在计算三维点云时，计算相机视线和投影机视线的交点，避免了传统的矩阵求逆方法，提高了点云计算速度。实验结果表明：1）最终横向相位的均方根误差为4.89×10-3rad；2）双向扫描和单向扫描后的三维点云计算速度分别提升了6.08倍和4.10倍；3）与传统的方法相比，所提针对单向扫描三维重建方法的误差在10-11mm以内。

中红外(Mid-infrared, MIR)量子级联激光器(Quantum Cascade Laser, QCL)已被广泛应用于定向红外对抗、自由空间光通信、痕量气体传感等重要领域。利用Nextnano++软件进一步完善了自洽计算基于MIR QCL器件的薛定谔方程和泊松方程的理论方法。针对InP衬底上生长的GaInAs/AlInAs多量子阱MIR QCL器件, 研究了四能级双声子共振QCL结构中有源区的电子子带能级结构, 并对这些子带能级随器件工作温度、驱动电场、注入区掺杂浓度等变化的规律进行了系统研究, 获得了与实验结果一致的理论结果。此工作为MIR QCL器件的生长和制备提供了理论设计和研究方法, 为了解器件工作条件提供了理论预期, 也为进一步提高MIR QCL的发光功率和效率提供了理论研究支撑。

近红外 (NIR)光电检测技术的应用非常广泛, 如日常生活中的生物热成像仪、生物追踪、运动手表等, 以及****中的无人机、导弹制导、生产自动化等领域均扮演着重要的角色, 具有波长选择性的 NIR PDs在红外成像、环境监测、医疗检测、光通信等领域有着广阔的应用前景, 开发易于集成、高灵敏度、低泵浦阈值的 NIR I-II区的多波段选择性 PDs, 对加密通信生物分析等领域的发展具有重要意义。目前, 波长选择性光电探测技术的应用, 侧重于集成多个不同带隙, 且对 NIR有不同的光响应能力的半导体材料, 但这不仅增加了器件的制备成本和设计上的复杂性, 又严重影响其稳定性。稀土离子(RE3+)掺杂上转换纳米晶(UCNCs)具有大 Stokes/反 Stokes位移以及优异的光稳定性, 吸收 NIR光子后将其转化为 UV/Vis光子, 被窄带隙半导体材料吸收。UCNCs因为具有窄带 NIR波长选择性吸收特性等优点, 被视为一种优异的光敏材料, 为开发新一代的波长选择性 PDs提供了解决方案。研究表明: UCNCs的光电检测中, UCNCs与钙钛矿、石墨烯、 MoS2的结合可以使 PDs展现出更好的光响应能力, 实现单个组件无法获得的更大的光谱范围。但在实际应用中, 仍需面临 UCNCs的荧光效率低、泵浦阈值高的问题。本文综述了近年来利用稀土掺杂 UCNCs作为光活性材料用于 NIR PDs的研究进展, 主要包括: 提高 UCNCs发光效率 /发光强度以实现窄带 NIR探测的几种主要策略； UCNCs与钙钛矿、石墨烯、 MoS2结合应用于 NIR PDs的研究现状；稀土掺杂上转换钙钛矿基 NIR PDs的昀新研究进展。

尽管钙钛矿材料在发光与光电器件等领域的研究发展迅速, 但依然面临着如何突破极限效率、提高稳定性以及拓展新的应用空间等关键问题。近年来, 本文作者围绕如何拓展钙钛矿材料与器件的光谱响应范围这一主题, 在稀土掺杂、有机异质结杂化等方面进行了独特的探索, 并取得了一些标识性的成果。作者近期接受了Light人物专访, 本文是在此基础上整理出来的, 希望与大家分享一些经验与见解。

金属卤素钙钛矿材料作为一种新型的半导体材料，因具有吸收截面大、载流子扩散长度较长、发光量子效率高、色纯度高以及发光波长可调等优势，在照明显示、太阳能电池、光电探测和生物成像等光电领域展现出广阔的应用前景。然而，钙钛矿材料仍然存在一些阻碍其在实际中应用的问题，比如：蓝光钙钛矿量子点的发光效率较低，红光钙钛矿的稳定性较差，Pb²⁺离子具有一定毒性。掺杂钙钛矿材料可以在一定程度上解决这些问题，同时可以提高其光学/电学性能。本文系统介绍了掺杂钙钛矿材料的合成，A位、B位以及X位离子掺杂或取代对金属卤化物钙钛矿光电性能和稳定性的影响，并对掺杂钙钛矿材料的应用进行了综述。

采用标准光荧光方法,在不加入探针或荧光、磷光染料的情况下,测量了具有56个和29个碱基的两种核酸单链样品的光致发光特性;该方法不会对样品造成破坏或污染。结果表明:当激发波长在310~410 nm之间时,能够在410~480 nm波长区间观测到样品明显的发光峰;两种样品的发光峰随着抽运波长的红移而红移,且发光峰的强度随激发波长的增加而先增强后减弱;具有两种不同碱基数和序列的核酸样品由于具有不同的电子能级结构而显示出了不同的光致发光特性,原理上可以用于甄别两种不同的核酸材料,有助于单链核酸样品的无损、无标记检测和鉴别。

稀土上转换发光材料在太阳能电池、近红外防伪、生物应用等领域展示了广泛的应用前景, 但还存在发光效率低、吸收截面小等亟待解决的瓶颈问题。上转换纳米晶的局域电磁场调制是提高其发光强度/效率的最有效的方法之一。本文系统地总结与阐述了近年来国内外在利用贵金属/半导体纳米材料的表面等离子体效应和光子晶体效应诱导上转换增强方面的研究进展。首先介绍了局域场增强上转换发光的基本原理; 在此基础上介绍了关于局域场调制增强上转换发光的主要研究工作; 总结了采用局域场调控获取高效上转换发光的基本规律。