有关二向反射分布函数(BRDF)的研究大多集中在模型的建立及应用层面上。模型中起重要作用的几何衰减因子(GAF)大多采用的是现有的模型,而现有模型有在实际应用中存在拐点、自身不能维持有界、模型考虑不完善等局限性。在详细分析了随机表面模型后,提出了修正后的积分型GAF,并通过仿真验证该模型消除BRDF在大反射角时的不良行为,使其在GAF规定的范围内保持有界,所得结果与已有BRDF数据的拟合精度更高,可有效地解释后向反射现象。

传统基于阵列的光源布局方式在室内难免存在光照度及系统误码率不均匀现象，为提高系统照度均匀性及通信可靠性，需合理对光源进行优化布局。本文以4 m×4 m×3 m的房间为模型，设计了单LED 阵列+灯带的环形光源布局模型。模型中间采用6×6 LED阵列，阵列内部灯珠之间的距离为0.3 m；四周采用环形灯带形式，灯珠个数为316 个，灯珠之间的距离为0.05 m。仿真结果表明，该模式下系统光照度均值为437.08 lx，光照度均匀性为93.9%，同时，系统误码率均值为2.8716×10^-7。因此，本文所设计的环形光源布局模型兼顾了室内光照度分布的均匀性和通信的可靠性，可同时满足室内照明和通信，为室内可见光通信光源布局提供了一种优化方法。

在可见光通信系统中, 光源具有照明和通信的双重作用, 由于房间的大小以及室内环境各不相同, 难免会存在光照射不到或者光线比较微弱的地方, 这些地方很有可能成为通信的盲区, 这将会大大影响通信的质量, 为了解决阴影效应, 需合理对光源进行布局设计, 以4 m×4 m×3 m房间为模型, 采用四个LED列阵作为室内光源, 将单个的LED光源看做朗伯光源, 服从朗伯辐射模型, 通过公式计算结合软件仿真分析对比得出了采用9×9大小的LED列阵, 列阵距离屋顶边缘0.4 m, LED光源间的间距为0.03 m时, 在满足国际室内照明标准的前提下, 在距离屋顶2.25 m的4 m×4 m接收平面上光照度分布最均匀,其均匀度达到90.4%。该光源列阵布局模型可推广到任意尺寸房间, 为室内办公照明中光源的布局提供了一种可行的方案。

全同弱光栅通过时分/波分混合复用时，光栅阵列中的阴影效应、多重反射等对反射信号会产生影响。对全同弱光纤光栅阵列所作的时域反射信号仿真计算和分析表明，阴影效应和多重反射不会引起光栅中心波长漂移，但会导致光栅中心波长处的反射强度降低。若阵列中的单个光栅的反射率较高，受阴影效应的影响，光栅阵列远端的光栅将可能检测不到，不能达到增加光栅复用数量的目的；但若单个光栅的反射率太低，则又会使阵列上的光栅的被测反射信号强度降低，从而增加了信号检测难度。

离轴照明技术(OAI)是极紫外光刻技术中提高光刻分辨率的关键技术之一。为了实现考虑掩模阴影效应情况下离轴照明的优化选择，构造了一种新型实现OAI曝光的成像模型。将照射到掩模上的非相干光等效为一系列具有连续入射方向的等强度平行光，基于阿贝成像原理分别对掩模进行成像，最终在像面进行强度叠加实现OAI方式下空间成像的计算；并通过向投影系统函数添加离焦像差项实现不同离焦面上空间成像计算。该模型极大地简化了OAI条件下对掩模阴影效应的计算，提高了成像质量计算效率。结合光刻胶特性及投影曝光系统焦深设计要求，以显影后光刻胶轮廓的侧壁倾角为判据，获得了采用数值孔径为0.32的投影系统实现16 nm线宽黑白线条曝光的最优OAI参数。

极紫外（EUV）投影光刻掩模在斜入射光照明条件下，掩模成像图形位置和成像图形特征尺寸（CD）都将随入射光方向变化，即存在掩模阴影效应。基于一个EUV掩模衍射简化模型实现了掩模阴影效应的理论分析和补偿，得到了掩模（物方）最佳焦面位置和掩模图形尺寸校正量的计算公式。掩模（物方）焦面位置位于多层膜等效面上减小了图形位置偏移；基于理论公式对掩模图形尺寸进行校正，以目标CD为22 nm的线条图形为例，入射光方向变化时成像图形尺寸偏差小于0.3 nm，但当目标CD继续减小时理论公式误差增大，需进一步考虑掩模斜入射时整个成像光瞳内的能量损失和补偿。

针对现代光刻中,超大数值孔径的情况下,通过简单的傅里叶衍射理论模拟掩模的传递函数的方法不够精确,必须得考虑倾斜照明带来的阴影效应。因此本文针对交替式相移掩模,提出了一种考虑阴影效应的近似模型。重新定义了阴影比率的公式。该方法是傅里叶衍射理论的扩展,是一种依赖于入射角的函数。分别给出了交替式相移掩模空间域和空间频率域的传递函数的表达式。并对提出的近似模型的衍射效率以及干涉场光强分布进行了仿真。结果表明,衍射效率和干涉场的强度分布是随着入射角的改变而改变的,不同线宽的衍射效率也不同。并且衍射效率是关于零度入射角对称分布。