彩色全息波导显示通常采用复杂的多层光栅耦合或多层波导组合的结构, 导致系统的重量和体积较大。针对该问题, 提出了一种单片式、单层光栅双色全息波导显示构型, 该构型采用三组光栅实现光线的输入、输出及出瞳的二维扩展, 并通过严格耦合波理论(RCWA）对光栅槽型和光栅膜系进行了优化设计, 使该构型在较大视场范围内实现对红、绿两种色光较好的均匀显示。

建立了三种不同结构的硅基单片式复合晶体管(由T1和T2两个晶体管构成)的二维电热模型, 研究了高功率微波对不同结构的硅基单片式复合晶体管的损伤效应的影响。获得了不同器件结构下导致复合晶体管损伤的损伤功率阈值和损伤能量阈值分别与脉宽的关系。结果表明, 当复合晶体管的总体尺寸不变而T2和T1晶体管的面积比值更大时需要更多的功率和能量来损伤器件。通过分析器件内部电场、电流密度和温度分布的变化, 得到了复合晶体管的结构对其微波损伤效应的影响规律。对比发现, 三种结构的复合晶体管的损伤点均位于T2管的发射极附近, 随着T2和T1晶体管面积比的增大, 电场、电流密度和温度在器件内部的分布将变得更加分散。此外, 在发射极处增加外接电阻Re, 研究表明损伤时间随发射极电阻的增大而增加。因此可以得出结论, 适当改变器件结构或增加外接元件可以增强器件的抗微波损伤能力。晶体管的仿真毁伤点与实验结果一致。

推导了衍射光学元件的温度特性和色散方程, 分析了折/衍混合光学系统消热差、消色差可能性。设计了单片式红外中波温度自适应光学系统, 系统仅含有一片硒化锌透镜, 焦距f＝50 mm, F数4, 配合中波制冷红外焦平面探测器, 冷光阑效率达到100%, 系统结构简单, 重量轻, 体积小。用光学设计软件ZEMAX进行像质评价, 在－40℃～60℃范围内调制传递函数、弥散斑、色差焦点漂移完全符合温度自适应光学系统要求。

采用RF溅射制备出Ba0.65Sr0.35TiO3薄膜，剥离法制备出UFPA器件单元所需的图形化金属电极，TMAH溶液进行体硅腐蚀，并且使用保护胶和独特的夹具保护硅片正面免受腐蚀液的腐蚀。总结了一套制作微桥的简便可行的工艺流程，并最终在厚度为300μm的硅基片上成功的制备了厚度小于3μm的面积为100μm×100μm的微桥单元结构。该微桥单元可以满足制备热释电薄膜单片式UFPA器件的要求。

给出了一种双片式可调节人工晶体模型,并通过符合实际人眼情况的模拟方法,即人工晶体在眼内移动后,在接近相同人眼成像质量条件下,比较了正透镜－正透镜、负透镜－正透镜、正透镜－负透镜三种不同组合形式的双片式可调节人工晶体和单片式可调节人工晶体对人眼屈光调节力影响,结果表明:当正透镜－负透镜组合的双片式可调节人工晶体的正透镜在相对负透镜移动的距离与单片式可调节人工晶体在眼内移动距离相等时,该型双片式可调节人工晶体使人眼获得的屈光调节力明显较高,且屈光调节力的大小随正透镜和负透镜屈光度的增大而增大,正透镜－正透镜、负透镜－正透镜型人工晶体屈光调节力低于单片式人工晶体,对人眼成像质量影响较大的球差Z40 项从0.096 到0.263 变化,人眼屈光调节力仅改变0.03D,以上所得结论为设计新一代的双片式可调节人工晶体提供了一定的理论基础。

介绍了混成式热释电焦平面探测器的基本结构和主要制备工艺流程以及国内外研究现状。混成式热释电焦平面探测器的关键制备技术主要包括热释电材料的优选与减薄技术，铟柱倒装焊混成技术、热隔离技术和读出集成电路技术等。指出了混成式热释电焦平面探测器的发展趋势。

基于液相外延工艺, 实现了一种结构新颖的单片式被动调Q微片激光器。采用了在激光介质Nd3+:YAG表面直接液相外延生长一层具有饱和吸收特性的Cr4+:YAG膜的微谐振腔的结构, 由于是同质外延生长过程, 能够确保饱和吸收体与增益介质间(Nd3+:YAG/Cr4+:YAG)良好的界面特性。采用光纤耦合激光二极管, 在激光二极管输出为1 W的抽运条件下, 实现了峰值功率近千瓦、稳定重复频率在4 kHz以上、脉宽1.8 ns、TEM00单横模式、波长1.064 μm的调Q脉冲序列输出。在对新型单片式微激光器的性能报道的基础上, 阐述了外延单片式结构及其相应工艺的潜在优势。

在基于双单色仪的辐射通量定标中,为了克服陷阱探测器视场小、孔径小的缺点,提出了采用单片式探测器替代陷阱探测器进行辐射通量定标的方法.采用只与光路垂直的一片硅探测器,使其光敏面与孔径光阑几乎重合,以增大探测器的孔径角.同时为了保证测量精度,采用偏置电流极低的运算放大器OPA128,并且增大了反馈电阻,以增强对弱信号的响应.采用单片式探测器对400-1000nm波长范围内进行辐射通量定标,系统不确定度包括:探测器响应拟合不确定度7‰,从陷阱探测器到单片探测器的传递不确定度3.14‰,光源波动小于1‰,系统重复性?牟蝗范ǘ?‰,最终合成不确定度为8.3‰,测量结果满足要求.