设计了一种金属/介质/金属复合光栅与梯度超表面相结合的多功能器件。通过复合光栅的非对称结构实现光的非对称传输，当调制后的波矢量与表面等离极化激元的波矢量相匹配时，金属光栅激发的表面等离极化激元产生单波段光传输；通过梯度超表面实现光的异常反射。当x偏振态光波入射时，不同入射方向可在不同波段激发表面等离极化激元，由于上下光栅的不同周期和非对称的介质环境，光栅可分别在1 128 nm和1 550 nm处实现高透射率；另外在反向入射方向，该器件在1 300~1 400 nm整个波段表现为零吸收，反射率大于90%，可作为反射器。当y偏振态光波入射时，在反向入射方向器件通过相位梯度超表面实现异常反射。该结构可为各种偏振相关的多功能器件和集成光学元件提供参考。

提出了利用二维复合光栅减小晶硅太阳能电池界面反射进而提高其光电转换效率的方法。该复合光栅是使用柔性聚二甲基硅氧烷材料对一维光栅进行纵向表面处理形成褶皱制备而成。扫描电子显微镜像显示二维复合光栅由纳米褶皱纵向均匀有序地分布在一维光栅表面。理论与试验证明与一维光栅相比，这种特殊形貌的二维复合光栅具有更加优越的抗反射性能，可更加有效地提高电池的转换效率。另外，二维复合光栅结构应用环氧树脂封装的太阳能电池表面可以减小灰尘颗粒粘附，提高材料表面的疏水性及表面的自清洁能力。

提出了一种基于灰度拓展的单帧正交复合光栅三维测量方法。由于受商用DLP最大灰阶动态范围256的标准限制，单帧复合光栅中的多张调制光栅共享256灰阶动态范围导致其对比度变小，其表征的三维物体的相位信息被压缩，解相过程出现相位断裂现象，测量误差增大。采用时分复用原理，将一具有766灰阶的正交复合光栅拆分为三幅不同的具有256灰阶的条纹图。依次序加载进循环播放的视频中投射至待测物体表面，当用曝光时间为3倍视频刷新周期的整数倍10 bit CCD采集时，就可采集到具有766灰阶动态范围的变形复合光栅像。通过滤波和灰度校准等计算后，物体的三维面形能够完整而精确的重建。经仿真和实验验证，所提方法打破了DLP256灰度投影的限制，有效提高了相移变形条纹的动态范围，增大了被测物体细节信息，避免了相位展开环节相位断裂而引起物体面形重构不完整的现象。