本文采用金属有机化学气相沉积（MOCVD）生长原位SiNx栅介质制备了用于Ka波段高功率毫米波应用的AlN/GaN金属绝缘体半导体高电子迁移率晶体管（MIS-HEMTs）。原位生长SiN_x栅介质显著抑制了栅反向漏电、栅介质/AlN界面态密度和电流坍塌。所研制的MIS HEMTs在V_GS= 2 V时最大饱和输出电流为2.2 A/mm，峰值跨导为509 mS/mm，在V_GS = -30 V时肖特基栅漏电流为4.7×10^-6 A/mm。采用0.15 μmT形栅技术，获得98 GHz的f_T和165 GHz的f_MAX。大信号测量表明，在连续波模式下，漏极电压V_DS = 8 V时，MIS HEMT在40 GHz下输出功率密度2.3 W/mm，45.2%的功率附加效率（PAE），而当V_DS增加到15 V时，功率密度提升到5.2 W/mm，PAE为42.2%。

本文采用等离子体增强原子层沉积（PEALD）生长的SiN_x栅介质制备了宽带应用的AlGaN/GaN金属绝缘体半导体高电子迁移率晶体管（MIS-HEMTs），并在直流、小信号及大信号测试中评估了该介质层对器件性能的提升。测试结果表明改进器件具有高质量界面、宽栅极控制范围、良好的电流崩塌控制等优势，并确认了其在超过5 GHz下工作时仍能保持较高的功率附加效率（PAE）。在5 GHz连续波模式下，漏极电压V_DS = 10 V时，MIS HEMT输出功率密度为1.4 W/mm，PAE可达到74.7%；V_DS增加到30 V时，功率密度提升到5.9 W/mm，PAE可保持在63.2%的水平；测试频率增加30 GHz，在相同的输出功率水平下，器件的PAE达到50.4%。同时，高质量栅极介电层还可允许器件承受高的栅极电压摆动：在功率增益压缩6 dB时，栅极电流保持在10^-4 A/mm。上述结果证实了该SiN_x栅介质对器件性能的提升，使其满足宽带应用的高效率、高功率和可靠性要求，为系统和电路的宽带设计提供器件级的保障。

高功率固体激光装置对大口径反射镜附加波前畸变和姿态稳定提出了苛刻的要求，在确保姿态稳定性的同时，要求低应力夹持使附加波前畸变峰谷值（PV值）＜λ/3, 波长λ=633 nm。提出了一种正面三点支撑结合侧面八点限位的大口径反射镜夹持技术，对该夹持结构下引起的附加波前畸变进行了仿真和实验研究，并对反射镜姿态稳定性进行了不同工况下的实验模拟。结果表明，该夹持方式引入的附加波前畸变PV值约为23.6 nm，振动、晃动、翻转不同工况下反射镜指向变化PV值小于50 μrad，附加波前畸变和姿态稳定性均满足高功率激光装置的要求。