针对高通量菌落挑选仪研发的照明设计, 采用暗视场照明方式, 在保证照度均匀的同时大幅提升了所采集菌落图像的对比度, 以提高仪器整体性能。分析了影响照度均匀度的三个重要因素, LED环形光源中灯珠的投射角度、LED环形光源的阵列层数以及LED环形光源距目标面距离。模拟结果表明, 当灯珠投射角度为75°、LED环形光源阵列为三层以及LED环形光源距目标面距离为61cm时, 照度均匀度最优为93.16%。采用所设计的暗视场照明方式搭建实验系统, 实验结果达到项目要求, 并与软件模拟结果相匹配。

高通量菌落优选仪是一款集菌落分析、菌落挑选于一体的仪器, 其中的照明光源尤为重要, 需要进行设计与优化。LED阵列中灯的数量和混光距离是两个重要的影响背光源光照均匀度的因素, 按一定的步长改变灯的数量和混光距离进行模拟和分析。模拟结果表明, 当灯珠数量为24×24只, 混光距离为12mm时, 光照均匀度为95.47%。用所设计的背光源为对象, 搭建了相关实验系统, 实验结果达到了项目要求标准。

报道了纳米银颗粒的局域表面等离子体共振能显著提高全息聚合物分散液晶 (H-PDLC)光栅的衍射效率。着重分析了球形纳米银颗粒在PDLC中的表面等离子体共振特性，根据Mie理论，模拟计算了球形纳米银颗粒在PDLC材料中的消光光谱并得出了相应的表面等离子体共振峰值，且该值与用光谱仪测得的材料吸收峰值相近。同时，根据准静态近似理论，模拟了球形纳米银颗粒在特定波长的光照射下的球内外电场分布。证明了球形纳米银颗粒在聚合物分散液晶材料中发生表面等离子体共振，当用与共振峰值相近的激光对材料进行曝光时，可以增强液晶与聚合物的相分离过程，所制备的光栅样品结构更加整齐平滑，从而提高了光栅的衍射效率。

研究了相位型电控全息聚合物分散液晶（H-PDLC）菲涅耳透镜的制备及其特性。采用马赫曾德尔干涉光路产生与菲涅耳波带片环带结构相同的干涉图样，以全息记录的方式对聚合物分散液晶（PDLC）材料进行曝光，制作出H-PDLC菲涅耳透镜。用所制得的透镜进行了透射与衍射实验、多焦点变换成像实验以及电控光学衍射特性实验。实验结果表明H-PDLC菲涅耳透镜是一种衍射型光学元件，其光学衍射特性可受电场信号的调控。在633 nm波长下，测得透镜的主焦距约为33 cm，用菲涅耳波带片衍射理论研究了H-PDLC菲涅耳透镜多重成像的机理，演示了H-PDLC菲涅耳透镜多焦点的变换成像，讨论了这种变换成像的规律。