提出了一种基于光学衍射的二值图像加密方法。该方法仅需记录单幅衍射强度图像，加密过程避免了干涉装置，提高了记录效率，且单幅密文的传输更为方便。在加密前，先提取原始二值图像的冗余数据作为密钥保存，再使用光学衍射图像加密方法对原始二值图像加密，得到的衍射强度图像即为密文。解密时使用相位恢复算法进行迭代运算，把先前提取的冗余数据作为输入平面的部分振幅支撑，使算法能够快速收敛，从而完全恢复明文。计算机模拟结果证实了该方法的有效性，也分析了其对剪切和噪音攻击的稳健性。

提出了一种基于光学衍射成像原理的彩色图像加密方法.首先把彩色图像分成红、绿、蓝三基色分量, 并将三基色灰度图像分别作离散余弦变换, 得到对应的离散余弦变换谱.保留离散余弦变换谱的主要数据, 并用空间复用的方法把这三个主要数据融合于一个实值图像之中, 该图像即为复合频谱.再将此复合频谱送入光学衍射成像系统中加密, 得到单幅密文.解密过程为加密过程的逆过程, 即首先由单幅密文恢复复合频谱, 再由复合频谱分离出三基色图像的部分离散余弦变换谱, 再对这些离散余弦变换谱做逆变换得到三基色图像.由于对复合频谱设置了一个特殊数据区, 因此在利用相位恢复算法恢复复合频谱的过程中, 这些特殊数据作为输入平面的部分振幅支撑, 可以避免迭代过程的停滞问题并提高收敛速率, 从而完全恢复复合频谱, 进而恢复原始图像.本方法可以将一幅彩色图像加密成单幅具有噪声图样的强度密文, 同时, 解密恢复得到的原始彩色图像具有较高的像质.

为了克服双随机相位编码系统的局限性, 提出基于光学衍射成像原理的图像加密方法.该方法在光学衍射加密系统中加入可变光阑, 形成透光面积不同的振幅板, 对明文进行加密, 得出多个密文.解密时, 通过相位恢复算法, 从多幅衍射强度图像中恢复原始明文.仿真表明, 由于只需要记录光波的衍射强度, 在密文记录过程无需使用干涉装置, 通过可变光阑可以方便地调节振幅板的透光面积, 无需改变光学结构或者移动光学器件, 因此, 大大降低了加密过程实施的难度.

研究了基于氮化铝(AlN)薄膜的压电式风致振动微机电系统(MEMS)能量采集单元的制备工艺。采用脉冲直流磁控溅射的方法制备了具有(002)择优取向的AlN压电薄膜,并通过X射线衍射仪(XRD)及扫描电镜(SEM)表征了AlN薄膜的性能。测试结果表明：种子层材料、气体流量比和衬底温度等对AlN薄膜晶体取向及薄膜性能有重要影响。制备的具有(002)择优取向的AlN薄膜的衍射强度达到105count, 半高宽为2.7°。对硅基AlN风致振动MEMS能量采集单元加工工艺流程进行优化，制备出了风致振动能量采集系统原理样机。风洞实验表明，在15.9 m/s的风载荷作用下，MEMS能量采集单元的最大输出功率为1.6 μW。该工艺亦可用于其他硅基AlN薄膜MEMS器件的制备。

变栅距光栅线位移传感器是一种新型波长编码位移传感器，为进一步提高传感器波长解调的精度和减小光源的体积，提出适用于全工作波段的恒定闪耀角变栅距光栅结构。首先采用经典光学的方法推导出变栅距闪耀光栅衍射强度分布公式，从理论上证明该光栅结构可实现在全工作波段提高变栅距光栅线位移传感器衍射光强。此外，制作出变栅距闪耀光栅样件证实了工艺可行性。在相同的条件下，对一组参数相同的闪耀光栅和矩形槽形光栅进行了衍射光强比对实验，得到变栅距闪耀光栅的衍射光强约为矩形变栅距光栅的衍射光强的1.7倍，并与按此衍射光强分布公式计算的结果一致。

提出一个利用多层膜小角X射线衍射谱衍射峰积分强度计算多层膜界面粗糙度的公式。用磁控溅射技术制备Mo/Si多层膜,用波长为0.154 nm的硬X射线测量样品在小掠入射角区的衍射曲线,分别用本文公式和反射率曲线拟合方法计算了样品的界面粗糙度。实验结果表明:由本文公式获得的界面粗糙度近似于拟合方法获得的界面粗糙度,它们略等于多层膜界面实际粗糙度。

提出一个在小角范围内计算多层膜界面粗糙度的理论计算公式,通过不同样品的小角度衍射曲线进行计算,结果表明由该公式根据不同周期、不同级次衍射峰计算的粗糙度相差比较小,而在相同条件下用已报道公式给出结果相差比较大。该理论公式获得的计算结果与实际观测结果比较一致。

研究了衍射强度均匀分布的二元位相光栅的设计原理,利用微电子工艺加工了16个衍射点强度均匀分布的二元位相光栅,并给出了实验结果。