电力绝缘子具有机械强度高、表面不易发生裂缝、老化速度慢等功能，在电力领域具有广泛应用。为了研究电力绝缘子层间气隙，构建了具有三层电力绝缘子的太赫兹（THz）波反射传播模型。模拟电力绝缘子层间气隙，制作了橡胶-环氧树脂板层间气隙缺陷样件。对含有层间气隙缺陷的样件的波形进行分析，能够检测厚度为100 μm的层间气隙缺陷，并对层间气隙厚度进行了计算。经数显千分测厚仪验证，THz检测层间气隙厚度的准确率达到95.61%。对缺陷样件进行能量积分成像并采用最大类间方差（Ostu）二值化方法提取气隙缺陷，为了验证THz检测的识别准确度，采用光学三坐标扫描仪对粘接缺陷重构提取缺陷面积，检测准确率达到95.29%。本文研究为电力绝缘子中含有层间气隙缺陷的检测提供了新方法。

空气隙法布里-珀罗(F-P)标准具是一种常见的光无源器件,其作为滤波器广泛应用于光通信、光电测量和光传感领域。根据经典干涉理论,F-P标准具的光谱为周期出现的洛伦兹峰。但在对F-P标准具透射谱的校准与拟合过程中,发现其透射峰存在左右不对称以及展宽现象,导致使用经典洛伦兹公式的拟合误差较大。通过分析透射峰不对称度和展宽间的关系,并考虑光纤准直器的发散角以及F-P标准具的装配误差因素,提出了一种基于传统F-P干涉理论并融合发散角与入射偏角的多峰叠加拟合公式。使F-P透射谱的拟合方差提高到0.008、重合精度为0.9998, 与基于洛伦兹线型的拟合结果相比提高了近15倍。该研究提供了一种对光纤空气隙F-P标准具透射谱精确拟合的方法,并对其设计以及装配工艺有着重要的指导意义。

对击穿后的导光管式高隔离电压光电耦合器的内部损伤痕迹的研究表明, 高电压下器件内部的局部放电引起的持续烧蚀导致了前后级之间的击穿。分析局部放电的部位后, 结合附近存在气隙缺陷的情况, 在ANSYS下对气隙附近的电场强度分布进行了建模计算。结果表明：局部放电是因气隙内空气的低介电强度所致, 并因导电胶的渗透得到加强。在采取结构与工艺措施避免气隙缺陷与导电胶渗透之后, 局部放电得到消除, 导光管式高隔离电压光电耦合器的最低击穿电压(VISO)从23.8kV提高到了33.5kV。

法布里-珀罗(F-P)标准具广泛应用于光纤通信与光纤传感领域。实心标准具受自身材料的限制, 无法满足高稳定性的要求。空气隙标准具采用热膨胀系数极低的垫片, 提高了器件的温度稳定性能。介绍了低温漂光纤F-P标准具的设计和制作, 出射光自由光谱范围为100GHz, 损耗为3dB, 0~70℃温度漂移小于3GHz。相比于采用传统方法制作的标准具, 该光纤F-P标准具稳定性更高, 解决了实心标准具折射率和热膨胀变化大的问题。

基于多层衍射光学元件衍射效率的表达式, 推导出了双层衍射光学元件空气间隙与衍射效率的关系。分析了空气间隙、周期、入射波段对衍射光学元件在可见光波段、红外中波、红外长波衍射效率的影响。以[400~700 nm]、[3~5 μm]、[8~12 μm]波段为例, 分别以聚碳酸酯(PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)为可见光波段双层衍射光学元件第一、第二层的基底、以硫化锌(ZnS)和硒化锌(ZnSe)为红外中波和长波双层衍射光学元件第一、第二层基底材料。在特定周期情况下, 确定了双层衍射光学元件空气间隙的大小对多层衍射光学元件的衍射效率的影响。

针对在工程研制阶段隐身雷达罩与频率选择表面(FSS)间的空气隙引起的隐身雷达罩传输性能劣化问题, 设计了一种具有低空气隙敏感度的新型雪花环状单元频率选择表面以降低空气隙的影响。采用模式匹配法进行了FSS理论仿真。为了进行对比分析, 针对假定技术指标分别给出新型单元FSS和Y环单元FSS的最优化设计结构, 采用光刻工艺制备出等效FSS平板样件, 在微波暗室中采用自由空间法测试其传输性能以验证设计。仿真和测试结果一致表明: 新型雪花单元FSS在很大的空气隙内(190~6 500 μm)均满足技术指标, 优于Y环FSS的最大空气隙范围(320~1 900 μm)。最后, 简要分析了雪花单元FSS设计的优点。分析结果显示, 新型雪花单元FSS在满足隐身雷达罩常规技术指标的前提下, 具有较低的空气隙敏感度, 可在工程试验阶段用于FSS的研制。

从非线性Schr?dinger方程出发，根据线性的近似分析方法，通过把介质片厚度和片间空气间隔转化为线性与非线性传输距离比讨论了系统B积分值和空气间隔对非线性增益谱的影响．着重分析了激光介质片数以及B积分值和非线性增长率之间的关系，并讨论了增长率随B积分值与片数的变化规律．其他参量不变的情况下，片间空气间隔的增大，使增益谱向长波方向移动，而介质片数则对增益谱的最高增益和谱线位置都有影响．同时，对这一现象做了无空气间隔的等效模拟．

介绍了一种新型长波长InP基一镜斜置三镜腔型(OMITMiC)光电探测器,并对其进行了数值模拟。介绍了该光电探测器的两项关键制备工艺。首先,利用动态掩膜湿法腐蚀技术,通过调节HCl∶HF∶CrO3腐蚀溶液的选择比,在与InP晶格匹配的In0.72Ga0.28As0.6P0.4外延层上制备出了不同倾角的楔形结构。其次,利用选择性湿法腐蚀技术,通过FeCl3∶H2O溶液对In0.53Ga0.47As牺牲层的腐蚀,制备出了具有InP/空气隙的高反射率分布式布拉格反射镜(DBR)。

介绍了一种新型长波长InP基谐振腔增强型(RCE)光探测器。通过V(FeCl3)∶V(H2O)溶液对InGaAs牺牲层的选择性湿法腐蚀,制备出具有InP/空气隙的高反射率分布布拉格反射镜(DBR),并将该选择性湿法腐蚀技术成功地应用到长波长InP基谐振腔增强型光探测器的制备中去,从而彻底解决了InP/InGaAsP高反射率分布布拉格反射镜难以外延生长的问题。所制备出的谐振腔增强型光探测器,其台面面积为50 μm×50 μm,底部反射镜为1.5对的InP/空气隙分布布拉格反射镜,顶部反射镜靠InGaAsP与空气的界面反射来实现。测试结果表明,该谐振腔增强型光探测器在波长1.510 μm处获得了约59%的峰值量子效率,在3 V反偏压下暗电流为2 nA,3 dB响应带宽达到8 GHz。