辐射冷却是近来日益得到关注的被动冷却形式，它以外太空为冷源，无需额外消耗能量，在建筑冷却、太阳能电池降温、舒适衣物与可穿戴设备等诸多方面都有着良好的应用前景。本文对辐射冷却的发展历史与冷却原理做了简单回顾，对辐射冷却材料的种类和优缺点进行了系统介绍，并对辐射冷却材料的设计、制备、表征方法进行归纳总结，最后对相关应用领域进行概述，并对今后辐射冷却材料与技术的发展趋势进行展望。

椭圆偏振光谱测量技术通过测量线偏振光经材料表面反射后光的相对振幅与相位改变量计算得到椭偏参数, 再通过椭偏参数的拟合获取样品光学性质。由于其具有非接触、高灵敏度、非破坏性等优势, 广泛应用于物理、化学、材料科学和微电子等方面, 是一种不可或缺的光学测量手段。本文首先简要回顾了该技术的发展历程, 接着阐述了传统椭偏仪的基本原理, 按照测量原理的不同可将椭偏仪分为消光式和光度式。随后, 本文简单介绍了一些常用椭偏仪的基本架构、测量原理和相关应用, 并比较了他们的优缺点, 重点展示了复旦大学研制的双重傅立叶变换红外椭偏光谱系统。然后按照椭偏参数处理的基本步骤: 测量、建模与拟合3个方面, 阐述了其过程, 详细剖析了参数拟合所使用的各种光学色散模型, 同时通过应用实例介绍了各色散模型的应用情况。最后, 对未来椭偏技术的发展方向进行了展望。

提出一种基于金属-介质六层膜的高太阳辐射吸收的新型双十字形微结构,计算显示其加权平均吸收率在截止波长前的光谱区约为96.5%,850 K温度的辐射率为 0.086.通过场图分析对太阳能波段的光热吸收机制进行了探讨.不同入射角情况下的计算结果显示,基于双十字形微结构的太阳能选择性吸收薄膜可具有低偏振依赖性,以及小于 50°入射角条件下的低入射角依赖性特点,将能够满足太阳能选择性吸收器件的应用需求.

基于铬钨合金能带结构的研究, 得到了可表述任意铬钨合金组分光学性质的数学模型, 并将其应用于实际光热器件特性分析.根据由模型获得特定组分铬钨合金的光学性质, 设计了一个含有单层铬钨合金吸收层的四层膜结构, 显示出优异的宽光谱(300~1000 nm)光热转换性能.

“衍射极限”实际上不是一个真正的障碍,除非处理远场和定位精度。这种衍射障碍并不是坚不可摧的,可以利用一些智能技术来突破光学衍射极限。讨论了四种技术,近场扫描光学显微镜(NSOM)法,受激发射损耗(STED)显微镜法,光激活定位显微镜(PALM)法或随机光学重建显微镜(STORM)法和结构照明显微镜(SIM)法,并且介绍了各自的基本原则与优劣。NSOM利用纳米级探测器检测通过光纤的极小汇聚光斑,从而获得单个像素的分辨率;PALM和STORM利用荧光探针,实现暗场和荧光的转换,从而观察到极小的荧光团;SIM则是利用栅格图案与样品叠加成像来实现。其中,STORM具有相对较高的潜力,能够更为有效地突破衍射极限。

一直以来光谱学在各类研究中得到了广泛的应用。不同的电磁光谱已被用于各种应用中,导致了各种光谱技术的演变。200 nm(更准确地说是185 nm)波长的光谱却仍旧是一个让光谱学家们警惕的问题。讨论和分析了为什么200 nm以下和以上的光谱技术不同的原因,并进行了相应的分析。最后提出了有效地改进方法,不仅与空气吸收有关,而且与样品的本身属性有着密切的关联。

采用磁控溅射方法在硅衬底上生长了五个不同组分的银铟合金薄膜.采用椭圆偏振光谱仪研究银铟合金薄膜的光学性质.银基金属薄膜一般在3.9 eV附近出现典型的带间跃迁.随着铟含量的增加,银铟合金薄膜的介电函数呈现出明显增加的趋势,典型带间跃迁能量也出现蓝移.结果表明,银铟合金薄膜的光学性质可以通过其中铟元素的含量进行调控.Ag0.93In0.07薄膜比其他四种组分的银铟合金薄膜有着更大的品质因子(Q因子),而且在一些波段甚至比纯金属金和铜的Q因子都要大,这表明银铟合金材料具有成为新型等离子体材料的潜力.

利用椭圆偏振光谱进行薄膜样品的测量数据分析拟合时, 薄膜厚度与介电常数通常具有一定的关联性。不同色散模型的选取也会对拟合结果产生明显的影响, 引起较大误差。介绍了唯一性检测在椭偏拟合中的实现方法。并以二氧化钛样品为例, 利用唯一性检测对比了不同色散模型、不同厚度、不同测量波段、不同入射角度时的唯一性检测结果。结果表明, 唯一性检测能够有效标定出椭偏测量和拟合过程中所产生的误差, 同时能够对不同色散模型进行量化对比, 提升拟合精度。