1 550 nm垂直腔面发射激光器具有良好的人眼安全性和透射性，但实现其高效率和高功率输出一直是难以解决的问题。以1 550 nm氧化限制型垂直腔面发射激光器为研究目标，对不同结构、不同氧化孔径与输出特性关系进行仿真分析。随着氧化孔径增加，垂直腔面发射激光器芯片的激射波长发生红移现象，但氧化孔径从14 μm继续增大时，激射波长几乎不红移。对两种不同氧化限制结构的芯片进行仿真，输出功率和转换效率对比结果表明单氧化层结构性能更好。在设计多结垂直腔面发射激光器时考虑有源区之间是否增加氧化层，最终发现两种氧化限制结构均在9 μm孔径时具有较高的输出功率，单层结构100 mA时的输出功率约为177.55 mW，同时斜率效率也高达1.79 W/A，最大功率转换效率为10 μm孔径时的37.7 %，多层结构斜率效率更高达2.36 W/A。氧化限制型结构在多结垂直腔面发射激光器基础上进一步提升功率、效率等参数，可为高功率1 550 nm垂直腔面发射激光器的输出特性优化提供参考。

制备了230 nm远紫外LED封装器件，并研究了氟树脂材料应用于封装器件对光电性能与可靠性的影响，结果表明氟树脂材料封装可使230 nm远紫外LED封装器件光功率提升13%，可达1 mW以上，并未对器件老化性能造成影响。但测试也发现当前230 nm远紫外LED封装器件性能还有所不足，光电转换效率小于0.1%，常温老化216 h光维持率为45%。以230 nm远紫外LED封装器件作为光源进行吸光度检测，测试结果显示当光程为1 cm时硝酸盐氮浓度在0~15 mg/L范围与吸光度成线性相关，可用于水质中硝酸盐氮浓度的检测。

有机−无机杂化钙钛矿太阳能电池(PSCs)因高能量转换效率(PCE)和低制造成本而受到了广泛关注。尽管认证PCE已经高达26%, 但在高温、高湿度和持续光照下PSCs的稳定性仍然明显落后于传统太阳能电池, 这成为其商业化道路中最大的阻碍。开发和应用高稳定性的无机空穴传输材料(HTMs)是目前解决器件光热稳定性的有效方法之一, 引入无机HTMs可以有效屏蔽水和氧对钙钛矿吸光层的侵蚀, 从而避免形成离子迁移通道。本文概述了应用于有机−无机杂化钙钛矿太阳能电池的无机HTMs的分类和光电特性, 介绍了相关研究进展, 总结了针对无机HTMs器件的性能优化策略, 包括元素掺杂、添加剂工程和界面工程, 最后展望了无机HTMs未来的发展方向。下一步需要更深入地研究无机HTMs的微观结构及其与PSCs性能的关系, 从而实现更高效、更稳定的PSCs器件。

近年来, 有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池以其优异的性能和低廉的制造成本受到了广泛关注。然而, 其含有铅元素的毒性以及稳定性阻碍了进一步商业化应用。双钙钛矿材料Cs₂AgBiBr₆具有稳定性优异、毒性低、载流子寿命长和载流子有效质量小的优势, 是一种颇具潜力的光伏材料, 已被应用于太阳能电池并展现出良好的性能。但是Cs₂AgBiBr₆钙钛矿太阳能电池的光电转换效率还无法与有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池相媲美, 发展仍面临诸多挑战。本文首先介绍了Cs₂AgBiBr₆的晶体结构及容忍因子等结构参数; 然后介绍了溶液法、反溶剂辅助成膜法、气相法、真空辅助成膜法以及喷涂法等薄膜制备工艺的进展, 评述了各种薄膜制备工艺的优缺点; 接着从元素掺杂、添加剂工程及界面工程(界面能级匹配和界面缺陷钝化)三方面介绍了Cs₂AgBiBr₆钙钛矿太阳能电池的性能优化策略, 结合近年来的研究进展进行了评述; 最后指出Cs₂AgBiBr₆钙钛矿太阳能电池面临的挑战, 并从前驱体溶剂工程、带隙工程以及器件降解机理三方面展望了未来研究方向。

激光致声技术可以将空气中的激光信号转化为水下的水声信号，将两种最佳信道高效地结合起来，从而解决空中-水下跨界通信问题。为了提高激光致声跨界通信的保密性和光声转化效率，采用了数值计算方法对不同条件下，激光在海面三维散射特性和透射特性进行了研究。首先，为了提高仿真计算的准确性，建立了三维激光海面散射场的数学模型。其次，采用数值计算方法求解三维激光海面散射的表面积分方程，并根据入射光波的特点，对入射界面进行强、弱区划分，以提高计算效率。最后，通过室内模拟试验对仿真结果进行了验证。研究结果表明，入射角度对于汽化激光致声通信的保密性和效率有着重要的影响，为后续的系统设计和相关应用研究提供了有意义的参考。

中子像转换屏是热中子透射成像技术的关键部件，中子像转换屏的参数严重影响空间分辨率和热中子-光子转化效率两方面的特性。采用Geant4程序模拟热中子透射成像的物理过程及透射光子二维图像，建立了基于LiF（ZnS）和LiF（GOS）像转化屏的热中子透射成像模拟模型和Siemens star像指示器模型，利用线扩散函数（Line Spread Function，LSF）计算空间位置分辨率，获得热中子像转化屏厚度与空间位置分辨率、中子-光子转换效率的关系。基于兰州大学紧凑型D-D中子源的热中子透射成像系统参数，推荐选取LiF（GOS）像转化屏的厚度为40 μm，LiF（ZnS）像转化屏厚度应选取80 μm，热中子透射成像空间分辨率分别可达到45 μm和63 μm，为基于紧凑型D-D中子源的热中子透射成像系统的研发奠定了技术基础。此外，本工作得到的LiF（GOS）、LiF（ZnS）像转化屏优化参数同样适用于其他热中子成像装置，可为热中子透射成像系统的搭建提供了技术参考。

近年来，有机-无机卤化物钙钛矿太阳能电池因其制作工艺简单、成本低、效率高等优点备受关注。问世至今短短十余年间，其光电转化效率已飙升至26%，目前在单异质结光伏电池中排名第三，并且未来仍具有很大的发展潜力。本文依次介绍了杂化钙钛矿材料的结构与性质，以及钙钛矿太阳能电池常见的器件结构演化过程，重点总结了近几年来在利用缺陷钝化策略提高光电转化效率方面取得的最新研究成果，最后阐述了钙钛矿太阳能电池面临的挑战并对其未来商业化前景进行了展望。