设计了用于发光二极管(LED) 微显示器折射率匹配层结构, 可以提高LED 微显示器的光学性能。倒装结构的LED微显示器出光面为蓝宝石(折射率约1.76), 它和空气的折射率(约为1.0)相差较大, 会有很大一部分光因为全反射而反射回器件内部被吸收, 导致器件的光效率降低。本文通过涂敷折射率匹配层硅胶(折射率约1.41～1.53)的方法, 改变器件表层的折射率使其和空气的折射率相匹配, 增加光逃逸锥角, 从而提高器件的光效率。结果表明涂敷硅胶可以提高光效率约25.75%, 在涂敷硅胶基础上盖玻璃片(折射率约1.47)可提高光效率约32.78%, 且硅胶涂敷前后器件的电学、光学、结温稳定性好。尽管增加的是侧方向的光通量, 但是其光效率的增加为高效率LED微显示的实现提供了参考依据。

传统的THz单模单偏振光纤大部分都是基于实芯光纤设计的，增加了THz波的传输损耗。最近几年，也有一些关于空芯THz单模单偏振光纤的报道。但是，他们的带宽太窄，往往只能在单一频率附近工作，影响了单偏振器件在THz范围内的使用价值和技术优势。为了解决这些问题，设计了一种新颖结构的空芯THz单模单偏振器件。它拥有超过0.1 THz的带宽，工作频率范围从1.63 THz到1.73 THz。这种器件对于THz通信网络的建设和应用具有重要意义。

高速飞行器在大气层中飞行时, 其光学头罩承受着严重的气动加热。超声速气膜冷却方法可以有效地隔离外部加热, 但是冷却气体和主来流形成的混合层会引起光束退化, 影响成像质量。为减少光束退化, 优化超声速气膜冷却时的光学性能, 基于混合层折射率和压力同时匹配设计思路, 提出了两种设计方法, 即配置特定温度的冷却气体实现混合层折射率和压力同时匹配设计方法和配置特定组分的冷却气体实现混合层折射率和压力同时匹配设计方法, 并对设计方法的可行性和有效性进行了验证。模拟证明, 后一种方法在外部流动参数不变的情况下, 冷却气体的组分构成仅与其喷流静温有关, 为气膜的冷却性能和光学性能同步设计奠定了基础。

Optical immersion clearing is a technique that has been widely studied for more than two decades and that is used to originate a temporary transparency effect in biological tissues. If applied in cooperation with clinical methods it provides optimization of diagnosis and treatment procedures. This technique turns biological tissues more transparent through two main mechanisms — tissue dehydration and refractive index (RI) matching between tissue components. Such matching is obtained by partial replacement of interstitial water by a biocompatible agent that presents higher RI and it can be completely reversible by natural rehydration in vivo or by assisted rehydration in ex vivo tissues. Experimental data to characterize and discriminate between the two mechanisms and to find new ones are necessary. Using a simple method, based on collimated transmittance and thickness measurements made from muscle samples under treatment, we have estimated the diffusion properties of glucose, ethylene glycol (EG) and water that were used to perform such characterization and discrimination. Comparing these properties with data from literature that characterize their diffusion in water we have observed that muscle cell membrane permeability limits agent and water diffusion in the muscle. The same experimental data has allowed to calculate the optical clearing (OC) efficiency and make an interpretation of the internal changes that occurred in muscle during the treatments. The same methodology can now be used to perform similar studies with other agents and in other tissues in order to solve engineering problems at design of inexpensive and robust technologies for a considerable improvement of optical tomographic techniques with better contrast and in-depth imaging.

提出了一种测量微光学元件的折射率分布及面形的方法。该方法基于双波长数字全息术，将微光学元件浸入折射率匹配液降低通过微光学元件的透射光波频率，获取微光学元件在两个不同波长照明光波下的数字全息图，并根据两个波长下的相位分布，计算出微光学元件的折射率分布，利用得到的折射率分布获取微光学元件的面形。理论分析及实验结果证明了所提方法的可行性。

基于折射率匹配耦合原理，提出并设计了一种新型宽带单偏振单模光子晶体光纤，阐述了工作原理并利用全矢量有限元法对其进行了数值模拟。当中间纤芯和边芯之间空气孔1和2的直径为2.4 μm时，波长在1.26~1.7 μm的范围内，偏振相关损耗大于4.08 dB/m，单偏振单模的带宽高达440 nm；当空气孔1和2的直径为2.6 μm时，在波长1.31 μm处，x偏振模的限制损耗为26.93 dB/m，而y偏振模的限制损耗仅为0.01 dB/m，在波长1.55 μm处，x偏振模的限制损耗为38.66 dB/m，y偏振模的限制损耗仅为0.05 dB/m。这种光子晶体光纤具有高带宽特性，并且在1.31 μm和1.55 μm两个通信窗口存在高相关偏振损耗。

设计并研制了一种新型的基于迈克尔逊干涉的光纤弯曲传感器.该光纤弯曲传感器由两根光纤组成的光纤带固定于弹性弯曲结构上来产生迈克尔逊干涉信号，用光纤折射率匹配液填充微型腔,并施加音频振荡信号对相位干涉信号实现低频调制.采用相位生成载波技术对相位干涉信号进行调制和解调，实现了对曲率变化高精确度的检测.实验测试了该光纤弯曲传感器的相位干涉信号与光纤带弯曲曲率的关系，并与理论分析对比.结果表明该光纤弯曲传感器具有43.96 rad/m－1的灵敏度及0.004 m－1的高分辨率.

为了研究一种新型固液混合型的流体激光材料作为激光增益介质应用的性能，研究了其散射损耗随折射率及温度的变化规律。搭建了行波放大器实验平台，进行了该新型流体激光材料和钕玻璃固体激光材料的性能对比。实验表明，该流体材料具有典型的激光增益特性，然而其散射损耗对介质折射率和温度的变化比较敏感；在固液相折射率匹配的条件下，散射损耗小于0.0047 cm－1。实验结果表明，通过对折射率匹配的控制，该流体激光介质可以将散射损耗控制在合理的范围内以实现显著的激光增益，具有向高能激光体系发展的前景。