飞秒激光具有脉宽超短、瞬时功率密度超高、非线性加工的特点,对低维纳米材料的制备和加工有着独特的优势,且具有广泛的材料适应性,能够方便快捷地针对需要精确靶向定位和图案化加工的纳米材料做出加工策略。本文综述了飞秒激光对低维纳米材料的制备加工和改性的研究现状,介绍了时空整形飞秒脉冲激光方法下制备的功能性量子点、纳米线、二维薄膜材料,和这些材料在化学催化、生物化学检测、生物相容性及电子器件等领域的应用,分析讨论了激光液相烧蚀制备纳米材料和集成化器件加工当前所面临的挑战和今后的研究重点。

针对传统光谱降维方法其降维重构后的光谱数据仅是对原始光谱的数学逼近, 会出现光谱误差较小但颜色色差较大的缺点, 创新性的提出三种将人眼视觉特性与光谱降维相结合的方法。 其中, VPCA法直接将光谱光视效率函数加权到原始光谱上再进行降维, LMSPCA方法用LMS视稚响应构建加权矩阵对原始光谱加权后再进行降维, 在LMSPCA法中加权矩阵的构建有两种方式, 其主要区别在于视稚响应偏差的求取方式不同。 方式一中, L, M, S视稚响应偏差是各对应波长上的偏差取绝对值, 而方式二中, 其偏差是各对应波长上的偏差平方。 LMSPCAs法在LMSPCA法基础上再采用PCA(主成分分析)方法对损失的光谱进行降维。 实验结果表明VPCA法降维效果较差, LMSPCA法的两种加权矩阵降维效果接近, 皆可显著提高降维模型的色度精度, 但会降低模型的光谱精度, LMSPCAs法由于针对LMSPCA法因光谱加权引起的光谱损失再进行光谱补偿, 其在光谱精度、 色度精度以及变光照条件下的色差稳定性这三个方面都能较好地表征原始高维光谱反射率, 满足光谱颜色复制的要求。

针对传统光谱降维方法的缺点，提出一种基于矩阵理论的线性光谱降维方法。该方法在Cohen定义的矩阵R理论基础上提出修正矩阵，可将物体光谱反射率分解为基本光谱和同色异谱黑光谱，再分别对两者进行线性降维。基本光谱的三个基向量由颜色匹配函数与光源的乘积再进行正交化得到，其三个基向量的累积贡献率可达100%。同色异谱黑光谱的基向量由主成分分析推导，取前三个特征向量作为同色异谱黑光谱的基向量。实验结果表明，使用该方法构建的六维线性模型能在光谱和色度两个方面较好地表征原始高维光谱反射率，满足光谱颜色复制的要求。

以多色、大面阵、高性能、低成本为特征的第三代红外探测器是当前红外探测器的发展方向及目标。InAs/GaInSbⅡ类超晶格探测器因为独特的断代能带结构以及自身存在的材料和器件优势, 在大面阵长波红外探测器、高温中波红外探测器、中波双色探测器以及甚长波红外探测器领域显示出优异的器件性能和技术成熟性, 成为第三代红外探测器技术的最佳选择之一, 在世界各国引起了高度的重视和发展。就InAs/GaInSbⅡ类超晶格材料的优越性、存在的问题及近期的发展状况进行了介绍, 旨在促进我国InAs/GaInSbⅡ类超晶格技术的发展。

分析了玻璃的发展历史和研究现状,指出其未来发展趋势：低维化、复合化以及集成化。提出了玻璃微结构的形成机制和调控规律以及玻璃微结构对外场的响应机制和功能化原理是实现具有高新功能玻璃材料与器件必须解决的两个关键科学问题。简要介绍了在飞秒激光诱导玻璃功能微结构以及实现超宽带光放大新型玻璃方面的探索性工作。

报道在聚乙烯醇(PVA)膜上采用离子络合法镶嵌的ZnS纳米微粒的形貌结构与光学特性。透射电子显微镜结果表明,在聚乙烯醇膜中的ZnS纳米微粒分布比较均匀,粒径可控制在2～7 nm的范围内;电子衍射分析表明,ZnS纳米微粒具有类似于??β ??ZnS体材料的晶体结构。室温下的光发射峰的位置在414～440 nm范围内。着重分析了ZnS纳米形貌结构与其发射波长和强度之间的关系,并探讨了其不同的发射机理。