甲烷 (CH4) 和氮气 (N2) 是很多类地星体的主要气体成 分, HCN、CN、C2H2 等分子是以这两种混合气体为母体的主要产物。实验利用 CH4/N2 放电等离子体模拟主要产物分子的形成过程, 并基于中红外波长调制吸收光谱技术, 通过测量 HCN 和 C2H2 的吸收光谱研究了其浓度演化过程。实验结果表明 HCN 和 C2H2 的相对浓度依赖母体分子中的 C/N 比例。母体分子中 N2 过量有利于 HCN 的生成, 而 CH4 过量有利 于 C2H2 的形成。CH4 和 N2 的浓度配比实验表明, HCN 的主要生成途径 为 CH3+N→HCN+H2。此外, CH4/N2 辉光放电生成的 C2H2 也可能进一步与 N2 结合生成 HCN。

基于射频磁控溅射法制备了以非晶铟镓锌氧化物(a-IGZO)作为有源层的底栅顶接触式薄膜场效应晶体管(Thin Film Transistor, TFT), 其长/宽比为300μm/100μm。研究了该器件在无激光和在三种不同波长激光照射下的光敏特性。实验表明, 器件在波长分别为660、450和405nm三种激光照射下的阈值电压Vth分别为4.2、2.5和0V, 均低于无激光时的4.3V, 且器件的阈值电压随激光波长减小单调降低, 此外, 随着激光波长的下降, “明/暗”电流比K由0.54上升到8.06(在VGS=6V且VDS=5V条件下), 光敏响应度R由0.33μA/mW上升到4.88μA/mW, 可见激光波长越短, 可获得更强的光电效应, 光灵敏度也更高, 该效应表明该器件在光电探测等领域具有广阔的应用前景。

利用纳米压印工艺及对接生长工艺制作了基于分布反馈（DFB）激光器阵列的适用于波分复用光无源网络（WDM-PON）光网络单元（ONU）的低成本光源芯片。器件使用单片集成多模干涉器进行合波输出。测试结果显示，器件平均阈值小于10 mA，边模抑制比大于40 dB，波长调谐范围大于10 nm，出光功率大于0.2 mW。

利用光荧光谱及X射线双晶衍射研究了纳米压印工艺对半导体外延材料的影响。利用纳米压印工艺制作了1.55 μm通信用分布反馈(DFB)半导体激光器，并对制作的器件进行了老化寿命试验。实验结果表明，采用软模版压印并不会劣化半导体外延材料的特性。制作的半导体激光器预期寿命与普通双光束曝光法制得的器件预期相当，表明纳米压印工艺制作半导体激光器是可靠的。

阐述了半导体激光的特点及其在再制造领域中国内外应用现状、存在问题和发展趋势。半导体激光具有高效、轻量、金属高吸收率等特点, 有利于开发节能降耗、高柔性的激光再制造装备与工艺, 在再制造产业中有很大的发展潜力。目前, 高功率半导体激光器已经逐步走入市场, 半导体激光已经在国内外再制造产业中得到应用, 以机器人作为执行机构的移动式半导体激光再制造装备与工艺也已经开始应用。半导体激光器的功率还有很大的提升空间, 光学整形、光纤耦合等技术还在不断发展, 与再制造工艺相关的机器人技术问题也在大力研究, 多种材料的熔覆理论与工艺问题不断得到解决, 过程检测控制理论技术也在继续攻关。未来的半导体激光再制造技术将突破工件的大小、形状、材质等多方面的制约, 迈上一个新的台阶, 在更深、更广的空间中应用和发展。

设计制作了一种适合单片光子集成回路的InP基16通道，200 GHz通道间隔的阵列波导光栅（AWG）器件。采用偏振无关的深脊型波导以减小器件尺寸，提高光电子芯片的集成度。利用金属有机化学气相沉积（MOCVD），光刻及感应耦合反应离子束（ICP）刻蚀技术，成功研制出芯片样品。测试结果显示，器件插入损耗约-10 dB，相邻通道串扰小于-15 dB。

积雪混合像元分解方法研究及积雪比例产品的发展是积雪遥感的重要研究方向。 在我国北疆地区利用SVC HR-1024野外便携式光谱仪观测了已知积雪比例的混合像元光谱特征并进行系统分析, 同时, 采用四种混合像元分解模型对实测光谱进行解混及精度评价。 结果表明反射率随积雪比例均匀下降并不呈均匀的线性变化, 在不同波段呈非线性变化特征, 积雪像元解混精度与观测尺度的不同有一定的联系, 尺度越小, 解混精度越低； 进一步对实测光谱的解混结果表明, 线性回归法精度较低, 特别是对于积雪比例小于50%的解混结果不准确, 稀疏回归解混法和非负矩阵解混法略高于线性混合像元分解法, 但线性混合像元分解法运算效率最高, 稀疏回归解混法运算效率最低, 当对遥感图像进行解混时, 要综合考虑四种方法的计算效率。 通过将推动积雪混合像元分解定量遥感研究, 并为遥感影像准确提取积雪比例提供理论依据。

为了比较简单地在同一外延片上得到具有不同带隙结构的有源器件与无源器件的PIC (光子集成电路)和OEIC(光电子集成电路), 采用等离子诱导QWI(量子阱混杂)与RTA (快速热退火)技术获得了InP/InGaAsP结构材料的带隙蓝移, 其中通过在材料表面沉积不同占空比的SiO2灰度掩膜来灵活控制带隙偏移量。实验中这种方法在基片上获得了5种带隙波长, 其中最大波长偏移为75 nm, 实验结果说明这种技术是实现PIC和OEIC的有效手段, 特别是在多带隙结构中具有广阔的应用前景。

为了对宽可调谐微环耦合半导体激光器进行理论研究，提出了一种新型半导体激光器动态理论模型对其动态特性进行仿真分析。激光器的有源区采用传统的时域行波法进行模拟,由于调谐带宽大于40 nm，需要考虑增益谱线型，而无源区则先利用频域模型计算其频谱特性，再利用有限冲击响应数字滤波器转化到时域与有源区进行连接。通过仿真分析得出，微环的耦合系数对激光器的大信号调制具有十分重要的影响。低耦合系数可以获得极窄的线宽但是激光器大信号直接调制能力也会随之急剧劣化。仿真结果还显示出该类型激光器可以进行高速大范围波长调谐。

报道了由两个N×N三维多模干涉耦合器和一段阵列相移波导组成的三维光开关.首先利用导模传输法分析了三维多模干涉耦合器的一般成像原理，并推导出了其成像位置以及相位矩阵.在此基础上，通过场传输矩阵法建立了光开关的传输方程.利用该传输方程计算得到了光开关工作时，阵列相移波导的相位条件，并通过三维有限差分光束传输法进行仿真验证，给出了光开关工作时的插损、串扰指标，以及光开关输出功率随相移波导相位变化的关系.