受限于微透镜的数值孔径和像差问题，目前移动视差式立体显示屏存在多视场空间、视场区之间存在视场跳变、主视场空间角度小、显示效果模糊等问题.本文基于离散采样思想，分析了移动视差型三维显示系统的工作机理,结合加工工艺，设计了复合曲面反射层的双层微透镜阵列屏.仿真结果表明: 所设计显示屏的视场观看空间角可提升到60°，相对于传统的三维显示屏，双层微结构显示屏可有效提高视场角和显示性能.

借助时域有限差分法，对几种常见金属纳米颗粒影响有机太阳能电池光吸收效率的因素及其内部物理机制进行了研究.首先对金属纳米颗粒激发局域表面等离子共振的场分布特点进行分析，对比其在电池不同功能层中对光吸收率的影响;其次基于米氏理论与电共振效应，得出金属纳米颗粒的结构参量对局域表面等离子共振位置及强度的影响规律，并以此进行优化设计.结果表明，具有高对称性形貌的金属纳米颗粒以小尺寸密堆积结构引入电池活性层，能够促进电池光吸收增强三倍以上.

本文分析了微透镜列阵衍射效应的影响因素，推导出了微透镜焦平面上光强分布的解析表达式，对菲涅尔数评价衍射效应的物理含义给予了合理的解释。并利用ZEMAX 软件对微透镜列阵进行仿真，基于惠更斯子波直接积分的算法计算得到了微透镜列阵焦平面上的光场强度分布。通过比较不同条件下所得到的计算结果，验证了以菲涅尔数作为微透镜列阵衍射效应评价依据的的合理性，同时验证了以菲涅尔数判断焦斑间串扰的可行性。

针对人工晶体或隐形眼镜的面形上连续浮雕结构加工的特点，本文介绍了基于空间光调制器(DMD)曲面投影光刻物镜系统的设计方法。根据其成像面为曲面的特点，根据光学设计理论多次利用弯向物方的弯月形负透镜结构进行场曲校正，同时运用光的衍射原理优化设计物镜系统的数值孔径以消除DMD 投影过程中的栅格效应。运用ZEMAX 工程光学设计软件对系统进行了模拟、优化，并对优化后的结果进行了分析。对于设计实例利用上述设计原则给出了设计结果，工作波长为g 线(峰值波长λ=436 nm)，像面曲率r=22.5 mm，视场Ф6 mm，数值孔径NA=0.1，分辨力为7.8 μm(64 lp/mm)时的光学调制传函值＞0.8，畸变＜±0.05%。

研究了被激波调制的光子晶体对入射光产生的频率转换效应。建立了弹性激波调制一维光子晶体的物理模型;提出了准静态带隙结构的概念,并采用FDTD和平面波展开法计算了其光子带隙;通过数值计算和微扰分析,发现该频率转换是一个量化累积过程,并对该频率转换效应及其量化累积现象提出一种基于光子-声子相互作用和表面衰减模的解释,同时,分析了该频率转换效应的特性。

针对SU-8光刻胶应用于三维光子晶体的制作研究,本文提出并实现了对SU-8光刻胶的重要成分SU-8环氧树脂采用柱层析和高压液相色谱-尺寸排阻色谱法进行分离,分离结果表明SU-8环氧树脂分子量分布范围很大,从大约100～100000,包括SU-1、SU-2、SU-4、SU-6、SU-8多种组分及其混合物.采用分离后的SU-8和SU-6纯组分配制了性能优化的SU-8光刻胶,并总结了其最佳光刻工艺,结合干涉光刻技术制作了晶格常数为922nm的三维面心立方光子晶体结构.

原子光刻是原子光学在微细加工技术领域的新应用.在对各种材料和真空泵性能综合考虑的基础上,设计并建立了一台用于原子光刻的超高真空蒸发设备.主要设计参数为:极限真空度和工作真空度分别为2.0×10-6 Pa 和1.0×10-5 Pa,原子源温度在300～1850℃范围内连续可调.初步运行结果表明极限真空度优于设计参数,温度连续可调.

在分析原子束计算全息片特点的基础上,提出采用罗曼Ⅲ型傅里叶变换计算全息图设计原子束计算全息片,给出设计步骤 ,然后提出采用电子束光刻编码矩孔图形,ICP各向异性刻蚀SiN薄膜的全息片制作方案,对全息片的制作工艺流程详细予以介绍,最后给出制作完成的SiN薄膜计算全息片.

纳米结构制作是纳米技术的重要组成部分,原子光刻技术是纳米图形制作的一项新方法.对直流高压放电产生的亚稳态氩原子束进行准直减小其发散角,亚稳态原子在与之传播方向垂直的激光驻波场中发生淬火并沉积在基底上,破坏吸附在基底表面的SAM膜(self_assembled monolayers),结合刻蚀技术可制作出纳米量级的图形.给出该技术制作纳米图形的基本原理、方案、相关理论及模拟结果.

用量子力学方法研究了一维激光驻波场对亚稳态氦原子束聚焦的衍射像差。建立了半经典模型,该模型在一定条件下和已有模型一致,提出了直接计算时间演化算符的数值方法,这种计算方法速度较快,收敛性较好,数值模拟结果表明在一定的激光强度和光束半径等参量下,亚稳态氦原子束被聚焦,焦点的半峰全宽为54 nm,对比度16:1,焦长、焦深与入射原子束的速度有关,从而与动能有关,焦点的有限宽度主要是来自衍射效应的影响。