采用多坩埚温度梯度法(Multi-crucible temperature gradient technology,MC-TGT)制备了Dy3+掺杂氟化镧(Dy3+∶LaF3)晶体。通过电感耦合等离子体发射光谱仪、透射光谱、吸收光谱、荧光光谱等手段对Dy3+在LaF3晶体中的实际掺杂浓度、中红外透过光谱、可见光波段光谱特性等进行了研究。实验结果表明, Dy3+在LaF3晶体中的分凝系数约为0.8; 格位浓度随着Dy3+掺杂浓度提高而增加, 2%Dy∶LaF3晶体中的格位浓度达5.90×1020 ions·cm-3。在1%Dy∶LaF3晶体中, 采用400 nm光激发, 发光中心波长位于601 nm的发射谱带强度最大, 位于511 nm的发射峰最宽, 半高宽达152 nm; 改用450 nm光激发, 最强发射峰移至677 nm, 最宽发射峰位于568 nm处。提高Dy3+掺杂浓度到2%, 采用400 nm或450 nm光激发, 发光中心波长均位于478 nm和571 nm。在透射光谱2.5~9 μm范围内, Dy∶LaF3晶体(厚度为0.96 mm)红外波段透过率达85%以上。Dy∶LaF3晶体有望在可见光、中红外等激光领域得到应用。

利用常压化学气相沉积（ CVD）法制备大面积单层石墨烯，并分别转移一层和三层至蓝宝石基底表面。采用共焦拉曼光谱仪对样片表面多点进行测量，以表征不同位置转移石墨烯的层数、缺陷与连续性。考虑石墨烯在红外波段的自由载流子吸收和泡利阻塞效应，计算得到光电导率随波长变化的曲线。利用傅里叶变换红外光谱仪对石墨烯样品中波红外（ 3～5.m）透过率进行了测试，结果表明其在中波红外存在明显的泡利阻塞效应。实测的单层石墨烯中波红外相对透过率为 98.5%，明显高于可见区域。三层石墨烯的相对透过率也与仿真结果相仿。由此可见，石墨烯将有望弥补 ITO在中波红外透明窗口电磁屏蔽应用方面的不足。

高能重复激光脉冲对光学元件损伤点的产生和扩展与损伤点对后续激光脉冲光强的调制作用密切相关。 观察激光诱导K9玻璃的损伤点, 发现损伤点是从里到外呈现辐射状分布, 内部损伤程度最大, 可致充分断裂; 向外损伤程度减小, 呈现辐射的应力相变, 引起折射率变化; 对损伤点的透射光谱检测发现其透过率下降大于20%, 但是下降的幅度与波长无关, 说明充分断裂的材料会对激光进行充分吸收, 类似黑体吸收, 其对入射光的吸收只与损伤点的面积有关。 CCD对激光通过损伤点后的光强分布探测发现: 在激光能量传输过程中, 损伤点会导致光强分布的不均匀, 存在明显的散射效应, 这会引起激光光强分布的不均匀性, 导致损伤区域的进一步扩散。

研究了不同退火温度下磷酸二氢钾(KDP)晶体的透过光谱和损伤阈值的变化。发现热退火对晶体的透过光谱没有影响，退火温度分别为140 ℃和160 ℃时晶体的损伤阈值没有明显变化。但是在150 ℃下，晶体的损伤阈值提高了约1.4倍。实验证明150 ℃下的热退火对提高晶体的损伤阈值效果最好。

采用传统的熔融-淬冷法制备了系列Ge20Te80－xIx(x=2, 4, 6, 8 mol%) 玻璃样品.利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、差热分析仪等设备系统测试了玻璃结构和物化性质，分析了卤素I对玻璃形成及稳定性的影响；利用分光光度计、红外光谱仪等研究了玻璃光谱性质，分析了I对玻璃的短波吸收及红外透过光谱的影响；利用Tauc方程计算了样品的直接和间接光学带隙.实验结果表明：I的引入，降低了Te的金属性，提高了Te基硫系玻璃的成玻能力；随着卤素I含量的增加，玻璃的密度减小，摩尔体积增大，且短波吸收截止边发生红移，光学带隙减小；I的引入提高了玻璃的热稳定性，其中玻璃组分为Ge20Te72I8样品热稳定性最好，其特征温度（ΔT）达到121℃；各Ge-Te-I玻璃样品均具有良好的红外透过性能，其红外透过范围为1.8~25 μm.

用多坩埚温度梯度系统生长了一批不同掺杂浓度的BaF2:PbWO4晶体，研究了这些晶体的透过光谱、x射线激发光谱(XEL)与晶体掺杂浓度的关系，结果发现合适浓度的掺杂增加了晶体的透过率、XEL光谱强度，并使XEL光谱峰红移.当掺杂浓度1000molppm浓度时，晶体的透过率明显增大、XEL光谱强度明显增强.当掺杂浓度达到2500~3000molppm左右时，透过率和x射线激发光谱强度有大幅度升高.BaF2浓度的继续增加到3500molppm浓度时，晶体透过率变化不大，但是XEL光谱强度降低，波峰加宽，继续增加掺杂浓度.掺杂浓度5000molppm时，波峰发生分裂，变成一个蓝光峰和绿光峰，蓝光峰很低，绿光波峰强，晶体光透过率降低.研究了这些现象发生的原因，发现晶体中V3+Pb缺陷和VO-缺陷、晶体［WO3F］-四面对闪烁发光的增强作用和间隙钡，间隙氧以及［WO2F2］四面体对闪烁发光的减弱作用与这些现象密切相关.

大尺寸磷酸二氢钾(KDP)晶体在惯性约束聚变系统中主要用于制作变频及开关光学元件。在传统生长技术基础上, 开展了点籽晶降温法大尺寸KDP晶体的快速生长技术研究, 设计制作大型培养槽及载晶架, 采用过热注种方式试验点籽晶生长, 培育出尺寸50 cm×50 cm×41 cm的KDP大单晶, 其(100)面生长速度稳定为15 mm/d。晶体在300~1 100 nm波段的透过光谱与常规生长的等同, 影响晶体生长及光学品质的主要的金属杂质离子Fe3+, Cr3+, Al3+等含量少于10-6, 晶体激光损伤基频阈值30 J/cm2, 三倍频阈值达到8.6 J/cm2。

采用熔融-急冷法制备了系列Ge28Sb6S(66－x)Sex(x=0,10,20,30摩尔比)硫系玻璃样品.分别测试了样品的密度、折射率、可见-近红外透过光谱、红外透过光谱以及喇曼光谱，并分析了在Ge-Sb-S中引入Se对其物理、光学特性的影响.利用喇曼光谱讨论了玻璃的结构与特性之间的关系.结果表明：随着Se含量的增加，样品的密度和线性折射率都增大，可见和红外截止波长都发生红移，纯硫化物玻璃样品主要由GeS4四面体和SbS3三角锥组成，随着Se逐渐代替S，硫-硒混合样品中逐渐出现了GeS4－xSex结构单元以及链状和环状的Se-Se键.

利用多坩埚温度梯度法生长了PbWO4 和BaF 2 :PbWO 4 晶体, 研究了PbWO 4 、退火PbWO 4 和BaF 2 :PbWO 4 晶体 的透过光谱和X射线激发光谱, 结果发现这些光谱性质与晶体的组成和生长工艺密切相关, 其中退火的影响较复 杂.高温退火的PbWO 4 晶体的透过光谱在360nm以上波段有较好的透过率, 但是在320～360nm波段透过率反而略 有降低;380nm以上波段的X射线激发光谱光谱强度较高, 320～380nm波段光谱强度却略有降低.掺杂的离子改 善了晶体的透过率和X射线激发发光光谱强度.利用晶体的生长工艺和组成与缺陷以及晶体光学性质之间的关系 解释了这些现象产生的原因.BaF 2 :PbWO 4 掺杂晶体的X射线激发光谱的波形和发光峰强度均发生了很大程度的 改变, 与F 离子掺杂引发晶体［WO 4 ］ 2四面体基团畸变而产生的新的发光中心有关.

利用改进的晶体生长设备和工艺提高了PbWO4闪烁晶体的光产额。 通过对生长获得的PbWO4、 退火PbWO4和BaF2∶PbWO4晶体的透过光谱， 衰减时间和光产额等闪烁性质的研究， 发现晶体退火和掺杂技术特别是阴离子掺杂技术能够显著提高晶体的闪烁发光性能。 其中晶体掺杂全面提高了晶体的透过光谱强度， 但是退火的影响较复杂。 高温退火改善了PbWO4晶体在360　nm以上波段的透过光谱的透过率， 但是在320～360　nm波段其透过率反而降低。 这些现象与晶体中缺陷在可见光波段产生的特征吸收有关。 晶体的良好退火和掺杂提高了晶体的光产额， 其中BaF2∶PbWO4掺杂晶体室温闪烁发光强度达到65 p.e.·(MeV)-1， 接近PET的使用要求。 这种提高与晶体F－离子掺杂引发晶体［WO4］2－四面体基团畸变有关， F－离子进入该四面体产生了新的发光中心。