采用高温熔融法制备了适用于钾钠离子交换波导的钬离子掺杂铝锗酸盐玻璃, 并对热离子交换玻璃样品的波导折射率分布和红外光谱特性进行了表征。实验结果表明, 在390 ℃的KNO3熔盐中热离子交换4 h时, 波导玻璃折射率最大改变量为0.006 9, K+-Na+热离子交换有效扩散深度为7.802 μm, 有效扩散系数达0.063 μm2/min。K+-Na+离子交换有效扩散系数比磷酸盐玻璃低, 与MP19硅酸盐玻璃相当, 但明显高于BK7玻璃和硼硅酸盐玻璃, 其热离子交换过程易于控制。在644 nm泵浦光下可观察到Ho3+归属于5I6→5I8的1.196 μm近红外有效发射, 最大受激发射截面为2.30×10-21 cm2。当Ho3+在5I6能级的分数因子超过0.6时, 增益截面达10-21 cm2量级以上。有效的近红外荧光发射和稳定的波导性能表明钬掺杂铝锗酸盐玻璃是~1.2 μm波导激光器潜在的增益介质。

为了更加完整有效地研究As2S8薄膜波导的饱和光阻断和非饱和光阻断效应及其应用,提出并设计出了一种新型的、可有效实现光阻断效应的多模干涉型B270-As2S8复合光波导结构,该复合波导的输入端和输出端与单模条波导同基集成。利用3维光束传播方法(BPM)进行仿真运行,结果显示,该复合波导的端接耦合效率可以达到94.53%,插入损耗仅为0.6 dB。复合波导中的光场大部集中在As2S8薄膜中传输,并且具备了良好的导波传输特性,十分有利于光阻断效应的有效实施。

尽管可以采用光折变技术制备硫化砷条波导,但工艺参数控制复杂,且传输损耗较大。为了解决这一问题,提出了一种用于光阻断效应的新型B270-As2S8复合光波导结构。该设计根据光波导模式耦合的基本原理,借助波束传播法(ＢＰＭ)仿真软件,主要通过对离子交换波导交换时间和As2S8薄膜厚度的匹配设计,实现了632.8 nm波段导波模场分布集中在As2S8薄膜中传输,并始终维持单模特性。这个特点为有效实现光阻断效应提供了条件,非常具有实用价值。

为克服传统手爪机构传动链多，耗能大，结构复杂等缺点，设计并制作了一种应用电致动智能材料(IPMC)的柔顺手爪。运用Pro/E软件设计IPMC手爪的主体结构，并分析其运动过程，最终装配完成IPMC手爪；运用激光位移传感器，精密电子秤和Canon相机测试了研制的4片IPMC驱动薄膜的末端位移，端部力和平均运动速度，并通过Labview测试系统对其进行采样和分析。实验结果表明：IPMC手爪驱动元件的角位移在3 V电压激励下超过了180°(-3 V电压下负向位移与+3 V电压下正向位移之和)；其末端位移大小为其自身(除固定部分外)总长；手爪驱动薄膜每片重量约为0.5 mg，可抓握质量为1.6 g左右的物体。该手爪结构简单、位移大、耗能低；同时，由于IPMC的柔顺特性，在抓取物体时它会贴附在其表面，而不破坏其表面精度。因此，这种手爪适用于抓取表面粗糙度要求高的物体。

报道了制备Z-切KTP Rb/Ba离子交换平面光波导的方法,给出了较理想的Rb和Ba的mol%比,测量了光波导层的光损伤感度和晶格常数变化。实验结果表明:光损伤感度为1.2～2.3×10-10 cm2/J,它与掺Ba的含量和热退火工艺无关;晶格常数的变化为0.42～0.25%,它随着掺Ba含量的增加而减少。