对近场分布式光度测量方法及测量机理进行研究，基于自主搭建的近场光源发光特性测量装置采集平面光源不同方向的亮度图像，分析了近场光度参量之间的转换关系及亮度数据处理方法，最终实现了近场分布式平面光源空间光强分布测量。通过构建平面光源发光模型，基于光度学和几何光学原理分析发光平面各个方向的光线分布，完成对光源不同方向的发光状态表征。与远场测量相比，所提近场分布式测量方法结果与远场配光曲线吻合良好，在所采用成像式亮度计亮度相对误差优于6.51%的情况下，所测得的光强相对误差小于8.38%，0°配光曲线匹配指数高达98.33%，验证了所提方法在近场光度测量中的有效性。

利用离散偶极近似(Discrete dipole approximation, DDA)方法分析了入射光偏振状态 对单个金纳米棒状颗粒的光学性质的影响,并给出了单个金纳米棒状颗粒底面和 剖面的近场分布图,对于设计实现基于金属微纳结构的纳米光子器件具有一定的指导意义。研究结果表明,不同的 入射光偏振方向会激发不同的表面等离子体模式(横向表面等离子体共振和纵向表面等离子体共振), 这将影响棒状颗粒的消光谱峰和近场分布。

通过分析多颗LED组成的各种阵列在近场平面上的照度分布，来设计可实现近场照度均匀的LED排列方式和距离。基于LED的光强分布，构建单颗LED的光强分布模型(并非朗伯分布)，给出了方程和等式用于计算不同排列方式下的LED分布距离和封装密度，以实现近场平面上的照度均匀。

对于分层介质中目标散射的时域有限差分(FDTD)计算,在分层背景中引入斜入射平面波源是一个难点.在2维Maxwell方程基础上,导出TM和TE模下含有斜入射角度的1维Maxwell方程,并用它在分层介质中连接边界上模拟斜入射平面波源,克服了分层背景时域有限差分计算斜入射平面波引入的困难.对熔石英表面覆盖薄膜的分层光学元件进行平面波斜入射时域有限差分计算结果表明,电磁波在各层内形成完好的平面波推进,验证了这种斜入射平面波添加方式的正确性.并通过对含气泡的缺陷模型的计算,来阐述这种入射波添加方式的应用.

利用傅里叶模式理论分析了具有高衍射效率的全内反射式衍射光栅在TE 和TM偏振态下的近场光分布特点,讨论了光栅结构参数以及入射角度对光栅内电场增强的影响.结果表明:全内反射光栅内部电场分布对偏振态较敏感,光栅槽深和占宽比对电场增强影响较小,光栅内的峰值电场随光栅周期增大而增大,并且峰值电场随着入射角度的增大而减小.在应用于高功率激光时,降低光栅内部的电场增强可以有效降低损伤风险.

Being aimed at the condition with ultra nonuniform of near field distribution from "Shenguang Ⅱ" (with none laser intensity in large area), by use of the uniform technique of lens array and by the optimizing design for the system combined with principal focal lens and small lens array, a large spot uniform irradiation on target surface has been realized, also a shock illuminant signal with good planarity in large region is obtained while it drives an aluminium plane target.

采用时域有限差分方法计算全内反射和光子扫描隧道显微镜系统。光子扫描隧道显微镜的基本工作原理是隐失波的产生和探测,当入射光在两种介质的分界面上发生全内反射,并在界面处产生非辐射的电磁波――隐失波时,采取对两界面入射光进行分别设置的方法即“三波法”设置入射激励元。分别计算一个球和两个球形样品的近场分布,并计算散射小球为探针,一个球为样品的扫描图像。结果表明:采用二维时域有限差分方法计算能较直观地显示样品表面的近场分布。表明时域有限差分方法在光子扫描隧道显微镜理论研究中具有很大潜力。

利用小透镜列阵均匀化技术,针对"神光-Ⅱ"出射光束近场光强特殊分布(有大面积光强为零的区域)的情况,通过对主聚焦透镜及小透镜列阵组合系统的优化设计,实现了靶面光强的大光斑均匀辐照,并利用其驱动平面铝靶,获得了具有大范围良好平面性的冲击波发光信号.