聚合物分散液晶(PDLC)是液晶微滴分散在聚合物基体中形成的一种具有优异电光性能的材料, PDLC的电光特性对基于PDLC的电光器件的性能具有显著影响。本文对紫外固化光强对PDLC电光特性的影响进行研究。本研究使用紫外照射引发的聚合物诱导相分离方法制备PDLC。在4个不同紫外固化光强(1 mW/cm2、1.8 mW/cm2、3 mW/cm2和9 mW/cm2)条件下制备PDLC样品, 并对4个样品的电光特性如电压-透过率、响应时间和迟滞效应进行研究, 并对实验结果给出了分析。实验结果表明: 随着紫外固化光强的增加, PDLC的阈值电压和饱和电压增加, 开态响应时间ton上升, 关态响应时间toff下降, 同时对于高紫外光强聚合制备的样品迟滞效应也更加明显。本研究表明可以通过改变制备过程中的紫外光强来优化PDLC的电光特性, 从而获得性能优异的基于PDLC的电光器件。

为了降低紫外固化系统光源的热辐射，根据光学薄膜理论，以HfO2、AlF3和Cr作为镀膜材料，采用反射与吸收相结合的结构，设计了紫外高反射、可见/近红外高吸收的滤光膜。通过在基底和膜系之间增镀Al膜作为过渡层，提高了薄膜的牢固性。通过优化工艺参数，研制了220～400 nm波段平均反射率为90.6%、420～2000 nm波段平均吸收率为92.4%的滤光膜。

为解决紫外光LED固化面光源光斑均匀性差及辐照强度低的问题, 提出一种阵列式紫外光LED固化面光源光学系统的设计方法。基于几何光学及菲涅耳定律等相关理论, 完成近朗伯光型LED透镜自由曲面轮廓线的推导, 结合理论公式计算出透镜阵列排布时透镜之间的最佳间距。结果表明: 透镜有效控制了光线的发散, 提高了阵列面光源所产生光斑的辐照强度及照度均匀度, 使阵列结构更加紧凑。当光源半值角分别为27.5°和15.5°时, 照度均匀度分别为95.3%和98.6%, 辐照强度分别是理想朗伯型光源阵列的2.5倍和6.4倍。进一步分析了工作距离和芯片形状及其尺寸对面光源光学系统的影响, 并通过实验对模拟结果进行验证, 为紫外发光二极管的应用及光学系统设计提供了一定的理论依据。

研制了一种新型全聚合物49信道绝热低偏振相关阵列波导光栅（AWG）芯片。利用直接紫外光写入技术，实现了波导芯片的设计与制备。利用Matlab 软件对AWG 的传输特性进行了优化模拟，通过对聚合物衬底的热膨胀系数和聚合物波导的热光系数进行调控，得到了器件良好的绝热低偏振相关特性。测得AWG 的中心波长为1550.918 nm，波长间隔为0.8 nm，插入损耗的信道变化范围是5.51 dB~10.62 dB，串扰大于20 dB，偏振漂移和温度变化分别是0.08 nm 和0.03 nm/K。这种新技术十分适用于高性能多功能集成光路中，具有广阔的应用前景。

传统印刷业中用于固化的光源多采用高压水银灯和金属卤素灯等，传统光源的紫外固化技术已经趋于成熟，不过由于光源本身和光学系统的局限,它们会聚出来的线形光线辐照度较低，且光场均匀度不够高，因此固化效率不够高。提出一种自由曲面透镜的设计方法，将发光二极管灯源和自由曲面透镜结合，可以有效实现光线聚焦的效果，提高光效和均匀性。使用三维机械设计软件SolidWorks设计透镜的初始结构，将透镜模型导入光学优化软件LightTools中对透镜进行光线追迹模拟。通过建立目标函数，执行优化方案，对出射光的均匀度、辐照度不断进行优化，实现出射光为高亮度、高均匀度的线形光。

采用紫外(UV)辐射固化荧光粉胶层。研究UV胶中各个成分对固化膜透射率的影响，找出透射率最高的匹配比例。用最佳比例的UV胶和荧光粉混合，与传统荧光胶对比，观察荧光粉沉降现象。分别用UV胶和AB胶封装LED，测量LED的光学性能，通过对比研究紫外固化对LED光学性能的影响。研究发现荧光粉在UV胶中沉降现象比AB胶中不明显；与AB胶封装的LED对比，UV荧光粉胶对LED的光谱分布、显色指数、相对色温和光通量等光学性能没有明显的影响和改变。

利用紫外固化材料SU-8 2005与热交联聚合物甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯[P(MMA-GMA)]分别作为波导芯层和包层材料，通过直接光刻技术，成功实现了厚度为5 μm，宽度为9 μm，光栅高度为4 μm的起伏型高阶布拉格波导光栅滤波器。对光栅器件的谐振波长，光透射率等重要参数进行了模拟设计。测得制备的聚合物高阶布拉格波导光栅滤波器的谐振波长为1 5504 nm，消光比为23 dB，3-dB带宽为2 nm。

采用新型聚合物材料Norland紫外固化胶(NOA)制备了聚合物M-Z型热光开关器件。对NOA薄膜材料的光学性质进行了表征，采用感应耦合等离子体(ICP)方法制备出形貌良好的波导器件。测得在1 550 nm波长下，长22 cm的直波导插入损耗为83 dB。在电极上施加直流信号，测得热光开关的消光比为11 dB，驱动功率为85 mW。引入直流偏置网络，获得了器件的开关特性曲线，测得开关器件的上升时间为1085 ms，下降时间为4895 μs。实验结果表明:NOA材料在热光开关及其它聚合物光波导集成器件的制备中具有很大的应用潜力。

新型大功率紫外LED具有电光转化效率高、光谱纯度高和体积小等优点，但单管LED功率仍很难满足光固化的要求，针对单光斑辐照要求，提出采用空间阵列UV-LED排布实现能量累加的方案。该方案通过单管LED聚光系统与集成阵列系统综合设计实现了各单元单光斑辐照度在辐照面上的合成，最终得到的光斑辐照度分布均匀、尺寸合理，阵列系统后工作距离长，完全满足现场应用的具体指标要求。通过外围电子线路控制阵列LED的电流强度及通断状态可实现光斑辐照度在(1000～1800) mW/cm2可调，光斑尺寸为1cm2，后工作距离为10cm。

针对紫外固化技术领域中新型大功率365 nm UV-LED光源进行了拓展性应用研究.提出了空间阵列排布实现能量累加的技术方案，给出了其优化设计原理与软件实例仿真结果.结果证明:该二维空间阵列光学设计方案的正确性和可行性，完全可以实现应用现场的实际光学技术指标（辐照度、光斑尺寸、后工作距离、光斑等）;其中指标要求在辐照面实现50 mm×10 mm线状辐照光斑，后工作距离≥50 mm，辐照度≥1 W/cm2，辐照面光斑分布均匀，设计出的空间阵列光学系统在结构上实现了最高优化设计.