基于对样品进行的激光诱导击穿光谱和X射线荧光光谱分析测试建立了天然玉石中主要元素Mg, Ca和微量元素Fe的定标曲线。 实验采用纳秒级的Nd∶YAG激光器(波长: 1 064 nm)为光源, 在延迟时间为3 μs, 激光脉冲累积数量为110, 单个脉冲能量为100 mJ, 脉冲重复频率为10 Hz的实验条件下, 采用激光诱导击穿光谱技术装置对天然南阳独山玉石样品中的元素进行等离子体激发测试, 得到波长在300～1 000 nm的等离子光谱图。 通过将得到的光谱图中特征峰与美国国家标准与技术研究院数据库进行对比, 发现测试样品中含有Mg, Fe和Ca等元素, 以X射线荧光光谱分析技术对四种南阳独山玉标准样品中测量出的Mg, Fe和Ca元素氧化物含量作为标准数据, 选取含量比较高的Al元素作为内标元素, 采用内标法对玉石光谱图中Mg, Fe和Ca元素特征峰值进行线性拟合, 从而得出Mg, Fe和Ca三种元素的定标曲线, 求出待测样品中这3种元素氧化物的含量, 结果表明这三种元素氧化物的含量与中国珠宝宝石收藏鉴赏全集资料中所给出的元素氧化物含量的百分比范围MgO(0.28%～1.73%), Fe2O3(0～0.8%), CaO(18%～20%)相符合, 相比于常用的方法, 激光诱导击穿光谱技术可以快速地对待测样品进行检测, 样品预处理简单且对样品损害较小。 进一步验证了激光诱导击穿光谱技术对于玉石应用的可行性。

为使表面增量拉曼散射(SERS)衬底的制备方法简单快速且提高的基底增强效果, 采用置换反应的制备方法, 用锌片和硝酸银反应制备出微米银结构SERS活性基底, 其具有稳定性好, 易保存, 制备方法简单, 过程快速等特点。 用扫描电子显微镜观察得银微米材料表面形貌呈均匀对称的树枝状结构。 实验中控制置换反应的时间分别为40, 50, 60 s时, 得到的树枝状银微米材料的长度分别为3, 5, 10 μm左右, 分支分别为700 nm, 2 μm, 3 μm, 发现随着置换反应的时间的增长, 微米银树枝及分枝的长度越长, 且树枝分枝上逐渐长出纳米级“树叶”结构, 使得微米级银树枝表面具有纳米结构。 并且将微米银材料置于硅片上作为SERS衬底, 并以罗丹明6G为探针分子, 用激发波长为1 064 nm的傅里叶变换拉曼光谱仪检测, 研究其在表面增强拉曼光谱中的应用, 结果表明树枝状银微米材料有很好的SERS特性, 其中置换反应时间为40 s时制备的微米银树枝的增强效果最佳, 其增强因子可达到103左右, 并且采用用表面活性剂PVP处理硅片的方法后, 保持其他条件不变, 微米银衬底的SERS增强效果得到进一步加强, 增强因子达到104左右。 此外, 将树枝状银微米材料用水可封存数月, 且实验结果的重复性较好。

在LED产业飞速发展的今天, LED的光学、 色度学和电学参数的精确测试对于提高LED的产品质量、 满足市场需求具有重要的意义。 研究和分析了LED光学色度学电学参数标准化测量的原理、 要求及实现方法, 并据此设计并实现了光电算一体化的测试系统, 使用NI USB6210数据采集卡在虚拟仪器平台上完成了数据采集、 算法设计、 界面设计的任务, 能够根据所测光谱较好地实现对LED峰值波长、 峰值波长半宽度、 质心波长、 色品坐标、 纯度、 相关色温、 正向电压/电流等参数的综合测试。 本系统具有界面简洁、 算法可靠、 结果稳定的优点, 使用该系统分别测得五种单色LED的各项参数, 测试结果的平均误差小于3%, 可见其测试效果较理想, 具有较好的一致性。

随着白光LED技术的迅速发展, 传统YAG∶Ce3+荧光粉由于低显色性、 高色温等因素制约而难以满足发展需求。 利用近紫外芯片激发三基色荧光粉成为获得白光LED的一种有效途径, 因而发展高性能三基色荧光粉具有重要意义, 尤其红光发光材料更是当务之急。 硅氮基化合物包含由SiN4四面体构成的网络结构, 具有很高的化学稳定性和热稳定性。 该类荧光粉因其结构的多样性, 且在紫外-蓝光区具有高的吸收效率, 因而随着基质和激活离子的改变, 发射光谱可覆盖整个可见光区域, 并具有较高的光转换效率和光色稳定性, 对温度和驱动电流的变化不敏感等优点, 因而此类研究对白光LED的发展具有深远的影响。 综述了近年来硅氮基荧光粉制备方法及研究的最新进展, 系统地归纳总结了硅氮基荧光粉的晶体结构及发光性能等特性, 并分析了目前国际上对该材料的研究动态及应用情况。

表面增强拉曼散射(surface enhanced Raman scattering, SERS)是通过吸附在粗糙金属表面或金属纳米结构上的分子与金属表面发生的等离子共振(SPR)相互作用而引起的拉曼散射增强现象, 是一种高灵敏的探测界面特性和分子间相互作用的光谱手段。 文章归纳总结了近年来常用的SERS衬底的制备方法(溶液中的金属溶胶(MNPs in suspension)、 金属纳米粒子的自组装(self-assembly)、 模板法(Template method)和纳米光刻法(Nanolithographic)等; 综述了这些衬底的表面增强拉曼特性; 着重介绍了SERS增强在环境监测和生物医学应用上的最新国内外研究动态。 目前已经能够实现增强因子高、 可靠性好、 重现性强的SERS衬底的可控制备, 表明SERS可以作为一种高性能的分析探测工具, 充分实现其潜在应用价值。

采用高温固相法合成了一种新型单基质Sr3-2xLi1+xMgV3O12∶xEu3+荧光粉, 研究了其在不同的合成温度及Eu3+掺杂浓度等条件下的发光性能。 利用X射线衍射仪(XRD)、 扫描电镜(SEM)和荧光光谱仪(PL)等对样品进行表征。 荧光光谱表明Sr3-2xLi1+xMgV3O12∶xEu3+荧光粉具有与近紫外芯片相匹配的激发光谱, 其宽阔的发射光谱(450～630 nm)使得该类物质具有作为白光LED用单基质荧光粉的巨大优势。

在聚光光伏系统中，聚光光斑辐照度的不均匀性会降低光伏系统的光电转换效率，且会在光伏电池表面形成热斑效应，灼伤光伏电池。基于多焦点方法，设计了一种环形焦斑菲涅耳太阳能聚光镜，每环小透镜在焦平面上具有一个环面焦斑，且环面焦斑在接受面上均匀依次排列，实现均匀聚光。以口径400 mm，具有200环，焦斑半径20 mm，F数为0.8的圆状环面焦斑菲涅耳聚光器为实例，用TracePro模拟平行太阳光垂直照射下时的照度图，得到其理想光学效率为86.77%，光能均匀度为0.8，表明环状焦斑菲涅耳聚光器具有较高的光能利用率和照明均匀性。分析了焦斑均匀性与聚光器F数的关系，当F数一定时，焦斑均匀性随着聚光器口径的增大而逐渐降低。

采用平面波展开法研究了四种二维光子晶体结构（圆柱介质柱四方晶格、圆柱介质柱三角晶格、正方介质柱四方晶格、正方介质柱三角晶格）的带隙宽度随介质柱尺寸变化的关系.使用平面波展开法计算常规晶格和表面缺陷晶格的模式并进行结果叠加，研究了各结构的二维光子晶体在带隙宽度最大时的表面模式.结果表明，同种晶格的光子晶体带隙宽度随着介质柱的尺寸增大呈先增后减趋势，存在最大值.随着表面介质柱尺寸的增加，四种晶格表面模式曲线均呈下降趋势.四方晶格光子晶体与三角晶格相比，表面介质柱尺寸的变化范围更大，但能获取表面模式频率范围较小.

基于光子晶体耦合和解耦合特性，通过在二维方形光子晶体中设计缺陷结构，从而得到了一种四波长波分复用器。采用平面波展开法，分析双平行光子晶体耦合结构的色散关系，找到该结构的解耦点。利用时域有限差分法计算了器件的透射率，通过改变耦合区域介质柱尺寸和改变输入端介质柱密度的方法分别降低了器件散射和反射对其性能的影响，此外利用添加耦合通道的方法增大器件隔离度，从而达到优化器件效率的目的。通过优化透射率和隔离度，得到尺寸为44 μm×18 μm，四波长透射率分别为95%,87%,82%和96%，隔离度分别为19.7,15.4,13.1和19.8 dB的四波长波分复用器。