基于三明治结构和绝热耦合器，设计了一种分光比可设计的偏振无关光功分器，对波长为1550 nm的光信号实现所需分光比的功率分配。通过调节三明治结构中间层材料SiN_x的折射率，使同一波长下横电（TE）和横磁（TM）偏振模的分光比相等，实现偏振无关，通过改变绝热耦合器波导间隙的不对称性，获得可设计的分光比。运用三维有限时域差分方法，对器件进行建模仿真，最终结果表明：所设计的器件耦合长度仅为7 μm，可设计分光比的最大范围为0.50~0.95，同时支持TE和TM偏振模，插入损耗均低于0.31 dB，分光比容差在±0.01内的带宽可达100 nm，在未来光子集成光路系统中具有潜在的应用价值。

采用旋涂法制备不同质量分数还原氧化石墨烯(rGO）的PVDF/rGO复合薄膜。采用层层堆叠法构建层层组装异质三明治结构(PVDF/rGO-PVDF-PVDF/rGO）的压电纳米发电机(PNG）。系统研究了rGO掺杂、异质结构设计对压电输出性能的影响。研究结果表明，在掺杂rGO质量分数为0.4%时，单层PVDF/rGO复合薄膜压电纳米发电机的开路电压达到1.76 V，短路电流达到0.18 μA。层层组装异质类三明治结构PVDF/rGO0.4-PVDF-PVDF/rGO0.4的PNG，开路电压高达7.72 V，是单层PVDF/rGO复合PNG的4.39倍；短路电流可达0.69 μA，是单层PVDF/rGO复合PNG的3.83倍，这促进了电荷的转移，提高了电荷利用率。PVDF/rGO0.4-PVDF-PVDF/rGO0.4复合层层异质结构PNG经过4 000次循环敲击测试，三层异质复合PNG压电输出稳定，有望在柔性可穿戴电子器件、人机交互及电子皮肤等领域得到广泛应用。

设计具有宽带性能的偏振无关1×3光功分器,采用离子辅助沉积方法调节三明治结构芯层SiN_x的折射率,使得正交偏振模的拍长相等而实现偏振无关;梯形多模干涉波导与锥形波导的组合可实现器件宽带宽、低损耗及良好的分光均匀性。运用有限时域差分法进行建模仿真及参数优化,结果表明:器件的多模干涉波导长度仅为13.2 μm,附加损耗低于0.07 dB,不均匀度低于0.03 dB,0.5 dB带宽高达255 nm,可覆盖S、C、L、U以及部分E波段,在未来集成光学系统中具有较高的应用价值。

采用射频磁控溅射方法制备了三明治结构ZnO紫外光电探测器，即在传统金属-半导体-金属(MSM)单层ZnO紫外光电探测器的基础上再铺设一层ZnO薄膜，从而构建三明治器件结构。三明治结构ZnO紫外光电探测器响应度在5 V偏压下达到了0.05 A/W，暗电流为1.44×10-5 A，器件的整体性相比较传统单层ZnO紫外光电探测器得到了明显的改善。这主要归因于金属与半导体接触的耗尽区可以直接吸收入射光，提高了入射光的吸收效率，避免了传统上层电极对入射光的遮蔽作用。

采用Langmiur-Bloggt膜技术和磁控溅射技术制备Ag覆盖聚苯乙烯小球六方密堆积阵列(Ag/PS HCA)基底, 再将合成的海胆状Au纳米粒子与4-巯基苯甲酸(4-Mercaptobenzoic acid, 4MBA)链接得到Au@4MBA探针, 然后将单链寡核苷酸DNA21分别与基底和Au@4MBA探针链接, 构建Au@4MBA-DNA21-Ag/PS HCA三明治结构, 在DNA21与miRNA-21杂交后使用双链特异性剪切酶(DSN)剪切DNA磷酸二酯键, 最后进行表面增强拉曼散射信号检测.实验结果表明, 基于上述三明治表面增强拉曼散射结构和酶剪切技术进行肿瘤标志物miRNA-21的检测, 在100 pmol·L－1到1 fmol·L－1的浓度范围内, 检测极限达到0.853 fmol·L－1, 具有极高的灵敏度和优良的特异性.

在金属板与电介质材料板基底间插入色散特异材料板形成三明治结构, 并对其Casimir作用力进行了研究. 基于Casimir-Lifshitz理论, 通过麦克斯韦应力张量计算了真空涨落的辐射压, 并对三明治结构利用电磁模式传输矩阵方法进行了数值计算分析. 计算结果表明, 原本两板结构中存在的Casimir吸引力, 在插入特异材料板后的三明治结构中将转变为斥力, 从而使轻薄的金属板产生量子悬浮效应。讨论了特异材料板的色散电磁响应特性以及电介质板基底的影响, 结果表明特异材料磁等离子频率越大、磁共振频率越小以及电介质板基底的介电常数越小时, 三明治结构中获得的斥力越大. 此外, 板间距增加到一定范围时, 三明治结构中将出现Casimir平衡回复力.特异材料填充因子越小、三明治结构中层距和层厚越大时, 三明治结构间的回复力会出现在较长距的位置. 三明治结构中的量子悬浮效应与平衡回复力可保证微纳米机械系统稳定性, 展现出基于真空辐射压的应用前景.

采用传输矩阵法研究了两种色散单负材料组成三明治结构的共振隧穿特性，结果表明如果该结构满足耦合匹配条件时，共振隧穿峰发生吞并。共振峰的隧穿频率不受匹配三层结构厚度比例的影响，厚度的同比例增大，仅仅影响共振透射峰的品质因子。研究了该结构的电场分布特征，结果表明电场分布主要布局域在两种介质的分界面处。但考虑单负材料损耗时，损耗导致该结构电场分布的对称性破坏，透射率降低。

采用平板电极化学电沉积的方法，通过调节实验参量，在柔性ITO导电薄膜基底上制备了尺度与红外波长匹配、结构单元大小不等、排列无序的银树枝状结构.通过调节聚乙二醇-20000浓度可以很好地调控银树枝状结构单元的形貌和尺寸，研究发现，在一定范围内增加电解液中的聚乙二醇-20000浓度，可在基底上形成分布较密、分枝较细、分枝级数较高的银树枝状结构单元.通过在银树枝状结构表面涂覆一定厚度的聚乙烯醇作为绝缘层，组装成了柔性“三明治”结构复合材料，测试得到样品在红外波段的多通带透射谱，平板聚焦实验进一步验证了样品的左手效应.

将聚酰亚胺作为绝热材料,对传统室温微测辐射热计结构进行了改进,成功制备了非晶硅室温微测辐射热计并进行了测试.以聚合物材料作为绝热材料,避免了表面牺牲层工艺和体加工技术,降低了成本、提高了成品率.在传统探测器结构基础上,在底部制备一层金属用作红外反射层.利用吸收层可以对红外辐射进行二次吸收.金属层和有源层间的隔离层对红外也有很好的吸收效果,由隔离层、有源层和钝化层构成三明治结构,可以显著改善对红外辐射的吸收.对器件的制备工艺进行了说明并对器件特性进行了测试,结果表明,在773 K黑体源8～14 μm红外辐射下,探测器的响应度最大为26.4 kV/W,表明器件具有较高的性能.