本文基于Mie散射理论,设计了三种(Au,Au-介质,介质-Au)球形纳米结构,并研究结构参数及周围环境对结构的光散射性质的影响。说明结构外半径的增加会使共振位置发生红移,线宽增加,并且偶极近似不再成立。经研究发现,在偶极近似下,Au-介质纳米核壳结构中核半径的增大使得散射峰增强,线宽也比金球颗粒的小。并且介质折射率的增加,会使散射峰进一步增强,并产生一定的红移。对于介质-Au纳米核壳结构,当Au层厚度较小的情况下,球模和腔模之间的强耦合作用使得共振峰位置发生较大的红移,散射峰也显著增强。并且随着介质核的折射率增加,会进一步使得模式发生红移。考虑到实际应用,最后通过在Au-介质纳米核壳结构的介质层引入增益,或者减小介质-Au纳米核壳结构半径,发现其均能在石英环境中实现可见光波段的窄带强散射。这些研究结果将对高性能透明显示屏的制备提供重要的理论依据。

通过建立数值模型, 分析了垂直腔面发射激光器相干耦合阵列单元数量、单元间距、单元间相位差对光束质量及偏转角度的影响.仿真结果表明, 单元数量越多, 发散角越小; 单元间距越小, 旁瓣强度越小; 单元间相位差越大, 偏转角度越大.因此, 设计相干阵列时, 需要尽量减小单元间距, 增大阵列规模, 实现单元间大相位差的控制.实验制备了3单元相干耦合阵列, 通过分离电极实现了单元注入电流的独立控制以及单元间相位差的控制, 最终实现二维方向上的光束操控.

质子注入型面发射激光器相干耦合阵列能够实现同相模式的激射, 但是由于制作过程中的工艺不均匀性引起单元间存在相位差, 影响光束的质量。本文通过设计分离电极结构, 使每个单元注入的电流得到分别的控制, 实现了3单元三角排列阵列高光束质量同相耦合模式的激射。阵列远场发散角仅为3.4°, 大约有25.6%的全部能量聚集在中心光斑。激射光谱的线宽为0.24 nm, 边模抑制比为27 dB。该方法能够有效提高相干耦合阵列的光束质量, 弥补制作工艺中引入的单元不均匀性, 提高器件的可靠性和实用性。质子注入方法简单、成本低, 能够成为制作高光束质量相干耦合阵列的一个重要方法。

针对移动机器人的室内精确定位问题，设计了基于可信度的自适应联邦滤波定位方法。首先，根据移动机器人和室内环境特点，设计了一个多传感器定位系统，并对传感器进行了具体配置。为处理多传感器数据，引入联邦滤波器，并对各子滤波器进行具体设计, 在此基础上对测量数据进行融合，从而获取移动机器人的位姿估计。然后，基于具体传感器特性，根据模糊推理给出了相应传感器测量数据的可信度因子, 同时，基于可信度因子，设计了联邦滤波器的自适应融合算法，并给出了室内移动机器人的定位结果。最后，通过仿真分析验证了所设计定位算法的有效性。

使用一维ZnO纳米线和二维石墨烯复合结构集成到p-GaN表面来同时实现电流扩展和提高LED光提取效率。通过两组有无ZnO纳米线器件的对比, 发现ZnO纳米线使器件的光提取效率提高了30%. 通过分析两组器件的开启电压、工作电压和反向漏电流等关键参数, 验证了本结构应用于GaN LED不会恶化其电性能。本文所采用的复合结构用于GaN LED, 同时达到了良好欧姆接触、避免使用ITO和增强出光的效果。

报道了使用石墨烯作为阳极材料的GaN肖特基型紫外探测器。介绍了光敏面为1mm×1mm的新型肖特基紫外探测器的制备过程。并对器件进行了响应光谱、I-V特性测试。器件的响应光谱较为平坦, 峰值响应度为0.175A/W; 通过对石墨烯进行化学修饰, 使峰值响应度增加到0.23A/W。并根据热电子发射理论, 计算出了器件掺杂前后的肖特基势垒高度分别为0.477eV和0.882eV, 验证了器件性能的提高主要原因是石墨烯功函数的增加。