RGB-LED光源的显色质量主要通过显色指数、色域、观察者的颜色辨别能力和物体颜色的饱和度等指标来评价，然而从标准照明体D65变化到一个真实RGB-LED光源（色温为6500 K），某一Munsell色卡所对应的色度不匹配区域还未得到深入研究。首先分别改变蓝、绿、红色LED光源的峰值波长，通过高斯分布函数来生成模拟的RGB-LED光源光谱；然后计算从标准照明体D65变化到一个真实RGB-LED光源（色温为6500 K），12个Munsell色卡所对应的色度不匹配区域；最后分析5个真实的RGB-LED光源上的数据。研究结果表明，色卡所对应的色度不匹配区域与RGB-LED光源的一般显色指数呈负相关，即RGB-LED光源的一般显色指数越大，色卡所对应的色度不匹配区域越小。

研究了在恒温变电流与恒电流变温下蓝光单色芯片的电致发光光谱特征,以及在这两种模式下蓝光芯片与荧光陶瓷封装形成的白光LED的发光性能。结果表明:在温度一定的条件下,随着激发电流增大,LED芯片的发光光谱蓝移;在电流一定的条件下,随着蓝光LED芯片温度升高,LED芯片的发光光谱红移;蓝光芯片发射光谱的改变会影响荧光陶瓷的吸收转换效率,进而改变白光LED的发光性能。

从传感器的响应及电子扩散原理分析了影响CMOS阵列串扰特性的几个主要因素。选择了锗、硅、砷化镓这几种常见的光电材料，分析并比较了材料特性对CMOS阵列串扰特性的影响。具体分析了三种光电材料在各自光谱响应峰值波长下，不同入射条件和结构参数对应电串扰的输出情况。结果表明：在相同条件下，锗材料制作的CMOS阵列具有最大的电串扰输出，在结构条件一致的前提下，入射光的功率在200 μW时，锗材料CMOS阵列的串扰比硅和砷化镓材料分别高了58.97 mV、115.81 mV。结构参数对不同材料CMOS阵列具有相同的影响规律，但是锗材料CMOS的串扰变化最为显著，在其他参数不变的情况下，耗尽层宽度为1 μm时，锗材料CMOS的串扰输出比硅和砷化镓材料的分别高了56.67 mV、121.84 mV。分析结果为CMOS阵列材料的选择及串扰抑制技术提供了参考数据。

在对微纳材料光学特性表征中, 需要获得分辨率更高的波长和强度的荧光图像。普通的显微镜无法满足测试的要求, 因此将普通的成像显微镜、光谱仪以及纳米移动台组成激光扫描显微镜成像系统, 并利用 LabVIEW开发了一套完整的集二维扫描采集与信号图像处理一体的系统上位机软件。扫描采集过程使用了低通滤波等数字信号处理方法消除光谱仪信号噪声的影响。利用本系统测量硒化镉纳米带、单层二硫化钼得到了荧光强度图像以及荧光峰值波长图像, 能分辨出最小波长为 0.03 nm的荧光。将采集长度与实际长度进行比较并分析荧光强度差异, 取得了较好的效果。

为了利用不同波段LED快速准确地模拟太阳光谱，基于LED的光谱合成原理，提出了一种利用LED光谱峰值波长处的数据合成太阳光谱的方法，简化了太阳光谱的拟合过程。首先，建立所有LED峰值波长处的函数方程组，利用约束最小二乘法确定各波段的拟合参数。进而，通过3组等间隔的LED光谱数据组对该方法进行了仿真分析，间隔40，30，20 nm的LED合成光谱与目标光谱相关系数对应为0.902，0.935，0.977,并对合成光谱失真处进行了分析和修正。最后，根据所选LED的实际光谱对太阳光谱进行了仿真分析。仿真结果表明：合成光谱与太阳光谱最大失配误差为4%，达到AM1.5的A级标准,满足LED太阳模拟器光谱匹配要求。

高压LED因其自身突出的特点在照明领域有着潜在的应用优势, 但作为一种新型功率LED, 其光电热特性仍需深入研究。 该实验对6和9 V GaN基高压LED芯片进行了相同结构和工艺条件的封装, 对封装样品进行了10～70 ℃的变温度光谱测试, 并进行了从控温平台温度到器件结温的转换。 为保证器件的电流密度相同, 6和9 V样品光谱测试的工作电流分别设定为150和100 mA。 结果显示, 结温升高会导致蓝光峰值波长红移、 波长半高宽增大、 光效下降和显色指数上升等现象。 在相同平台温度和注入功率下, 9 V样品的结温低于6 V样品; 随着温度的升高, 9 V样品波长半高宽的增加量比6 V样品少1.3 nm, 光效下降量少1.13 lm·W-1, 显色指数上升量少0.28。 以上表明, 与低压LED相比, 高压LED有着更低的工作结温和更小的温度影响。 原因在于, 相同环境温度下高压LED具有更好的电流扩展性和更少的发热量。 此特性在高压LED的研究、 发展与应用等方面具有参考价值。 此外, 峰值波长仍与结温有着较好的线性度, 在光谱设备精度较高的情况下可继续作为结温的敏感参数。

对于白光照明而言, 显色指数(CRI)和暗视觉下光通量与明视觉下光通量的比值(S/P)是衡量白光光源质量的两个重要参数。CRI反映的是待测光源下物体色彩还原能力; 而S/P值越高的光源下人眼视物越清晰, 对节能也具有一定作用。一般而言, 这两个参数越高越好; 然而在实际中, 两者是一对矛盾体。当前的大部分白光光源的S/P值普遍低于2.5。白光发光二极管(LED)具有光谱可调特性, 因此可以通过优化光谱, 在满足一定的CRI下获得更高的S/P值。首先模拟光谱, 然后通过计算机编程调节光谱峰值波长、相对光强度等光谱参数, 最终获得高色温(6 500 K)下高S/P值光谱, 对于节能照明光源设计具有重要参考价值。

为了确定束缚态到准束缚态工作模式QWIP响应波长与势垒高度关系，采用金属有机物化学气相沉积法生长制备势垒高度不同GaAs/Al_xGa_1-xAs QWIP样品，采用傅里叶光谱仪对样品进行77 K液氮温度光谱测试。结果显示1#，2#样品峰值响应波长与据薛定谔方程得到峰值波长误差为15.6%，4.6%。结果表明：引起量子阱中子带间距离逐渐扩大与峰值响应波长蓝移的根本原因是势垒高度的增加。高分辨透射扫描电镜实验结果表明量子阱材料生长过程精度控制不够及AlGaAs与GaAs晶格不匹配是造成1#样品误差较大的主要原因。说明调节势垒高度可实现QWIP峰值波长微调的目的。

设计了基于CdSe/ZnS核壳量子点薄膜发光谱温变特性的温度传感器。在30~160 ℃温度范围内, CdSe/ZnS核壳量子点的光致荧光(PL)谱随温度呈现规律性变化。温度升高时, PL谱自参考峰值强度减小、峰值波长增大、半峰全宽增大;而且PL谱自参考峰值强度、峰值波长和半峰全宽温变特性分别非常符合一次、一次和二次拟合函数关系, 其对应的相关性指数R2均达到96.6%以上;PL谱峰值波长温变灵敏度达到0.06 nm/℃, 分辨率约为0.1 ℃。同时, 采用PL谱自参考峰值强度比单纯的PL谱峰值强度更具有温度测量稳定性和精确性。

为利用单色LED实现CIED65标准光源、AM1.5标准太阳光目标光谱的匹配，提出简单遗传算法作为光谱匹配算法，通过求解超定方程组的非负最小二乘解，优化不同峰值波长、峰值波长间隔、半高宽的单色LED匹配光源组合，达到光源光谱匹配的目的.仿真实验表明：该算法拟合的相关指数达0.99以上，模拟光谱与目标光谱基本吻合；匹配光源的峰值波长间隔越小，光谱拟合性越好，但结合工程应用需要，峰值波长要选取适中；所提遗传算法运行速度快、效率高、拟合误差小，可广泛应用于植物照明、医疗照明等特殊照明领域的光谱匹配仿真试验和工程实践.