利用泊松网格优化算法设计了激光束整形自由曲面透镜，通过4次迭代，目标面的网格分布就接近于最优分布。使用该最优的目标面网格，基于输入光束与输出光束之间的能量映射关系，计算自由曲面各采样点的法向矢量，基于泊松面形构建算法获得自由曲面矢高，从而构建自由曲面透镜。为了验证所提方法的可行性，针对正方形目标面和矩形目标面分别设计了自由曲面透镜，这两种透镜在目标面上的辐射照均匀度分别达到91%和93%。为了验证自由曲面的平滑性，使用一个6阶9项多项式进行拟合，拟合后的均方根误差达到1.394×10^-3，表明所设计的自由曲面具有很高的平滑度。使用拟合数据建立自由曲面透镜，其目标面辐照均匀度几乎保持不变。采用随机统计分析方法对自由曲面透镜装配公差进行分析，结果表明在给定的公差范围，大部分样本的辐照均匀度保持在88%左右。

介绍了GaN基pin雪崩探测器的制作过程和测试结果。制作的器件在71 V反向偏压下发生雪崩, 倍增因子达到5×104。我们发现, p层载流子浓度是影响器件性能的重要参数。结合电场强度分布的分析, 本文提出了一种估算p层载流子浓度的方法, 进一步计算得到刚好雪崩击穿时的最大电场值为2.6 MV/cm, 与以往GaN雪崩器件所报道的研究结果相似。最后, 霍尔测试和SIMS测量p层载流子浓度的结果与模型计算的估算值吻合。

针对低光度条件下长曝光图像与短曝光图像的融合问题, 提出了一种基于块匹配的图像融合方法, 将低光度图像对融合成为一张更好的图像.首先提出基于金字塔多尺度模型的双向鬼影检测算法, 该算法降低了噪声和欠曝对鬼影检测的影响, 用于准确检测低光度场景中图像对之间由于物体运动造成的不一致区域; 随后利用块匹配算法重建鬼影区域; 最后运用改善边缘特性的泊松融合算法提取两次曝光图像中的信息生成结果图像.实验结果表明, 该方法有效地保留了短曝光图像的边缘锐度, 并保持了长曝光图像的色彩、亮度和细节.

针对已有红外和可见光图像融合算法存在的复杂度高、实时性差、输入参量多和融合模型受先验知识影响等问题, 提出了红外和可见光图像泊松融合算法.算法采用绝对值最大规则融合源图像的梯度得到泊松融合图像的期望梯度, 将平均融合图像分解, 分别作为迭代的初始值和边界条件, 利用雅可比迭代求解泊松方程重建泊松融合图像.通过实验分别确定了最佳迭代次数以满足高质量和高实时性两种融合需求.与经典融合算法相比, 该算法在质量优先或速度优先的图像融合应用方面性能更优.

利用泊松方程和连续性方程对Al2O3/GaSb p-MOSFET进行二维数值分析,研究其在高场和载流子速度饱和下的电学特性以及漏极电流的开关电流比.与实验研究相对比,沟道长度为0.75 μm的GaSb p-MOS器件获得漏极电流最大为61.2mA/mm.改变沟道长度和GaSb衬底的掺杂浓度,由于高k介质栅电容效应和低阈值电压,漏极电流变化不大.在理想条件下,该器件获得超过三个数量级的漏极开关电流比以及较低的夹断漏电流(10-15A/μm).结果表明,基于高k介质的GaSb MOSFET是III-V族p沟道器件良好的候选材料.

建立了半导体空间电势与界面氧化物正电荷之间联系的解析表达式.从一维情况下精确的泊松方程及其边界条件出发,对N(P)型硅半导体中的泊松方程作积累(耗尽)近似,根据德拜屏蔽效应对边界条件作截断近似,得到了氧化物正电荷影响下两种类型半导体内电势的近似解析解.另外,还进行了精确数值计算,并将它与近似解析解的结果进行比较,结果表明,当氧化物正电荷增加到使P型半导体发生强反型后,近似解不再成立.根据强反型的条件,给出了P型半导体中近似解的适用范围.

对泊松方程有效地进行数值计算是PN结电荷分布与静电势之间关系分析的一个基本问题。介绍了一种利用 MATLAB和打靶法求解平面PN结一维泊松方程的简捷方法。该方法的计算结果与有限差分法吻合得很好，并具有编程简单、使用方便 的特点。

根据有限差分法原理，将求解范围用等间距网格划分为一系列离散节点后，二维泊松方程可以转化为用一个矩阵方程表示的关于各未知节点的多元线性方程组。利用MATLAB 提供的矩阵左除命令，即可得到各未知节点的函数近似值。该方法概念简单，使用方便，不需要花费较多精力编程即可以求解大型线性方程组。

为了改善激光晶体热效应，建立了矩形截面激光晶体热模型，通过求解热传导泊松方程，比较了矩形截面Nd∶YVO4和Nd∶GdVO4及Nd∶GdYVO4晶体的温度场分布和抽运端面的热形变，计算了由抽运端面热形变引起的光程差和总的光程差。由比较结果可知，在相同情况下，Nd∶YVO4,Nd∶GdYVO4及Nd∶GdVO4晶体的端面中心最高温升分别约为320℃,342℃和190℃，总光程差最大为1.7μm，2.11μm和1.3μm。结果表明，Nd∶GdYVO4晶体端面中心最高温升及总光程差均为最小，更适用于大功率LD端面抽运；对于大功率全固态激光器，由端面热形变引起的光程差对晶体热焦距有较大影响。

根据由离子束刻蚀HgCdTe pn结C-V曲线,判定其为线性缓变结;由1C3-V曲线斜率可知杂质浓度分布梯度。利用泊松方程(零偏压时耗尽层宽度作为边界条件)积分计算出其电场分布、电势分布等重要结特性。并且进一步从微观理论分析讨论了离子束刻蚀HgCdTe成结机制过程。