为提高发光二极管(LED)光提取效率,根据等效介质理论在LED钝化层(SiN_x)表面设计并制作了一种截头圆锥形微结构阵列。通过模拟重点分析了微结构的底面占空比、底面直径、高度和倾角对提高LED光提取效率的影响,得出微结构的底面占空比为0.55、底面半径为220 nm、高度为245 nm、侧面倾角为70°时器件的光提取效率最优,是无表面微结构器件的4.85倍。采用纳米球刻蚀技术在LED钝化层表面制备该亚波长纳米结构,并与无表面微结构的LED芯片进行电致发光对比测试。结果表明,制作有微结构的样品在20 mA和150 mA工作电流下的发光效率是无微结构参考样品的4.41倍和4.36倍,计算结果与实验结果比较一致,说明在LED钝化层制作该结构可有效提高光提取效率。

采用严格耦合波分析方法研究了长波红外波段锗基底的圆柱形周期阵列仿生蛾眼抗反射微结构的衍射特性，并进行理论分析和模拟仿真验证。重点分析了周期、深度、占空比和整体面型轮廓等参数对微结构抗反射特性的影响，得出具有较好抗反射效果的结构组合参数。采用二元曝光技术和反应离子刻蚀技术在锗基底上制备该亚波长周期微结构。通过热场发射扫描电子显微镜对微结构表面形貌进行表征，并应用红外成像光谱仪在长波红外波段分别对双面抛光锗片、单面微结构和双面微结构进行测试对比，结果显示在8~12 μm范围内双面微结构的反射率小于8%，基本达到设计要求。

利用太赫兹时域光谱技术，研究了亚波长金属块阵列的太赫兹透射光谱特性及金属阵列结构的周期、金属块尺寸等因素对太赫兹透射特性的影响.结合时域有限差分方法，对实验结果进行了数值模拟，并分析了影响太赫兹透射的因素.结果表明：亚波长金属块阵列结构中，THz波的透射极小的位置由金属块的尺寸和周期决定，其透射谷的半高宽随其周期的增大而减小；透射峰值的位置由阵列的周期结构决定，其频率随周期的增加而减小；亚波长金属块结构的透射极小来源于金属块表面局域化电场等离子体的本征频率反射，该局域化电场与金属块结构密切相关，通过改变金属块结构，可以改变其表面电场分布与局域化.研究结果为研制太赫兹波段带阻滤波器提供了有益的参考.

剖析了双层亚波长光栅微结构的设计及制作原理, 提出了一种亚波长微结构设计与制作的新方法, 其特点是以矩形亚波长光栅设计微结构, 用全息干涉光刻及涂布的方法制作, 却不影响设计微结构的共振及光变特性, 还能改善反射光的颜色质量。 用该方法设计及制作了具有“红绿”共振互补光变效果的亚波长防伪微结构, 检验了其共振光变光谱与颜色变化特征。 研究表明： 制作的全息光栅微结构的共振及光变特征如共振光谱、 颜色、 光谱峰及峰分裂等与预先设计的相同； 矩形亚波长光栅并不是共振的必要条件, 其他面形光栅微结构的衍射特性和等效波导若与矩形光栅微结构的相同, 则其相关特性相同； 用新方法设计及制作亚波长光变微结构的工艺是可行的, 既降低了设计微结构的加工难度, 又便于用现有的全息生产设备批量生产