红外焦平面阵列在各类红外成像系统中发挥着巨大的作用。为提升红外焦平面的工作温度、量子效率和灵敏度，通常使用微透镜阵列作为红外焦平面的聚光器。当前微透镜阵列的制作材料通常与红外探测器材料不同，因此在集成装配时需要额外的工艺手段，工艺难度较大且效率较低。利用微纳光学超表面技术体系，可以在红外探测器衬底材料上直接制作平面式的固体浸没型微透镜阵列，实现前置微透镜与红外焦平面的单片集成。文中以红外探测领域最有潜力的锑化物Ⅱ类超晶格红外探测器为应用目标，设计了一种基于GaSb衬底的固体浸没式红外超表面透镜。设计的超表面透镜在中波红外波段工作，能适用于所有入射偏振。器件设计焦距为100 μm，理论上在目标波长下的最高聚焦效率达到70.7%，数值孔径(NA)达到1.15。该设计可以推动微透镜阵列向扁平、超薄、轻量的方向发展，简化微透镜阵列与红外焦平面阵列的集成工艺，有望提升红外焦平面的探测效率，并降低制造成本。

提高小型化无自旋交换原子磁力仪的灵敏度是目前弱磁探测研究的难点问题，为解决这个难题提出一种基于法布里-珀罗腔的增敏气室结构。通过法布里-珀罗腔谐振原理和激光传输矩阵，在理论分析与数值计算方面对出射激光的光旋角倍增效果进行了研究。理论和仿真结果表明，随着激光在腔内往返传输次数的增加，倍增因子在初始阶段近线性增长然后缓慢趋于一个最大值，该最大值在理想状态下为16且由腔的结构参数决定。另外，碱金属原子自旋碰撞导致的吸收和腔体失谐会以不同的方式降低倍增因子，仿真结果表明：当失谐量为π/32时，倍增因子减少幅度接近50%。提出的这种腔增强型气室结构易于集成，为提高原子磁力仪的灵敏度和深入理解碱金属气室内的自旋碰撞提供了新的思路。