针对X射线波带片对大高宽比的应用需求，采用原子层沉积法在光滑的金属丝表面生长膜厚可高精度控制的多层膜环带结构，再利用聚焦离子束切片技术获得大高宽比的多层膜X射线波带片。采用复振幅叠加法设计了以Al₂O₃/HfO₂分别为明环和暗环材料的X射线波带片，实验上利用原子层沉积在直径为72 μm的金丝表面交替沉积了10.11 μm的Al₂O₃/HfO₂多层膜，环带数为356，总直径为92.22 μm，最外环宽度为25 nm。通过聚焦离子束切割得到高为1.08 μm、高宽比达43∶1的X射线多层膜菲涅耳波带片。该波带片应用于上海光源（BL08U1A）软X射线成像线站时，在1.2 keV X射线下实现聚焦成像功能，展现出利用该技术制备多层膜X射线波带片的潜力。

采用聚焦离子束制备了500nm和1.5μm周期两种结构, 使GaN基LED光效显著提高。比较长、短周期光子晶体提高光效的程度、制备工艺、设备及其相应的成本，宜采用长周期光子晶体结构来提高蓝光GaN基LED的发光效率。采用聚焦离子束和激光干涉两种方法，在GaN基LED导电层（ITO）上制备了长周期光子晶体，利用光纤光谱仪、显微镜和功率计对光提取效率进行了实验测试，结果表明长周期光子晶体LED比无光子晶体LED的光提取效率提高了90%以上。还采用激光干涉直写方法，以扫描的方式在较大面积上制备了光子晶体LED, 确认了该方法及工艺批量化、低成本制备光子晶体的可行性。聚焦离子束方法虽然能够产生较精确的光子晶体图形，但由于耗时长、效率低、成本高等问题，仅适于在实验研究中选择和优化光子晶体的结构和参数。

为了制作可用于通信波段的二维硅光子晶体波导，研究了光子晶体波导的设计方法及制作工艺。应用平面波展开法计算了两种空气孔型光子晶体结构的TE波禁带，经筛选采用了三角晶格空气孔结构。同样利用平面波展开法计算了引入缺陷后二维三角晶格空气孔型光子晶体波导结构的TE波禁带，经对比发现归一化频率为0.295 7的缺陷态最适宜用来制备光子晶体波导，并据此设计了用于1.55 μm波长的二维三角晶格空气孔型光子晶体波导，其晶格周期为458 nm，空气孔直径为339 nm。对设计的结构参数进行了容差计算，结果表明误差在-3.95～5.65 nm方能满足设计要求。最后使用聚焦离子束刻蚀工艺，制作了所设计的波导结构，并进行了测试。测试结果表明，样品实际晶格周期为463 nm，空气孔直径为344 nm，比设计值大5 nm，在容差允许范围内，满足设计要求。

利用聚焦离子束(focused ion beam,FIB)刻蚀方法在120 nm厚的金膜上制备了实验测量样品。再用实验的方法测量了在可见光波段及近红外波段的透射曲线,当样品具有相同的晶格常数以及空气孔直径时,环形空气孔结构,不仅具有六重旋转对称性还具有中心对称性,它的最大透射率大约是正方角晶格空气孔的5倍。亚波长环形空气孔结构透射增强峰的在可见光波段,而正方晶格空气孔的透射增强峰在近红外波段,样品的透射强度和透射增强峰的位置各不相同,证明了结构的旋转对称性对透射曲线的影响。

分析了980 nm波长的光在透过制作在金膜上的亚波长周期性孔阵时的透射增强现象。通过建立中心带缺陷孔的三角晶格的孔阵模型, 并采用三维时域有限差分方法对该模型的透射情况进行模拟分析。结果表明通过优化孔阵周期参数可以对特定波长的光实现一定程度的选择透过性。当孔阵周期为450 nm, 中心缺陷孔径为400 nm, 孔阵中单个孔孔径为150 nm时, 980 nm波长光透过该孔阵时具有明显的透射增强效应, 并且距孔阵表面3 μm的远场光斑尺寸被局限在亚波长尺度(880 nm)。研究了使用聚焦离子束在金膜上制备孔阵的工艺, 成功研制了与设计尺寸一致的孔阵。这种孔阵可以集成在980 nm垂直腔面发射激光器上, 用于改善器件的远场光学特性。