原子层淀积(ALD)是一种先进的纳米级薄膜生长技术，在微电子和光电子领域有着广泛的应用前景，尤其在提高太阳电池的光电转换效率方面正发挥越来越大的作用，很可能成为下一代太阳电池工艺中的重要方法。文章综述了近年来ALD技术在太阳电池领域的应用研究进展，详细介绍了ALD技术应用在不同类型太阳电池的最新研究成果和存在的问题，并对其发展趋势进行了展望。

量子点红外探测器（QDIP）在红外探测领域具有十分广阔的应用前景，同时由于QDIP的有效载流子寿命长、暗电流低、工作温度高、对垂直入射光响应等优势，近年来高性能QDIP已经成为研究的热点。文章首先简要介绍了QDIP的基本原理，然后重点介绍了目前国际上在提高QDIP性能方面的研究进展，分别从如何降低暗电流、实现多色探测、提高探测率等三个方面进行了讨论。

对LED的导散热理论进行了研究，推导出了倒装焊LED芯片结温与封装材料热传导系数之间的关系。通过分析倒装焊LED的焊球材料、衬底粘结材料和芯片内部热沉材料对芯片结温的影响，表明衬底粘结材料对LED的结温影响最大，并且封装材料热传导系数的变化率与封装结构的传热厚度成反比，与传热面积成正比。该研究为倒装焊LED封装结构和材料的设计提供了理论支持。

利用严格耦合波分析方法和模式传输线理论，对硅薄膜太阳电池结合DBR(Distributed Bragg Reflector，分布布拉格反射器)和衍射光栅的叠层底部背反射器结构进行了优化设计。结果表明，光栅周期、光栅厚度和光栅宽度分别为0.5λg、0.18λg、0.48λg(λg为硅的带隙波长)以及对应的DBR中心波长为0.85μm时，太阳电池对光子的总吸收最强，且总吸收的提高主要来自于对长波光子的吸收增强，提高了薄膜太阳能电池对长波光子的陷光能力。

首先理论分析了半导体光放大器的非线性偏振调制（PolM）效应，导出了稳态条件下SOA的偏振转换矩阵。通过数值仿真, 描述了包括非线性自偏振调制（SPolM）、互偏振调制（XPolM）导致的偏振态在庞加球上的变化形态。计算结果表明, SOA偏振调制效应表现为偏振旋转特性, 偏振旋转的大小由入射光强和偏振态决定，旋转结果表现为输出光中的TM模分量增加，而TE模分量下降。文章同时讨论了SOA驱动电流变化对PolM效应的影响以及由其引起的电光偏振调制（IPolM）效应，并仿真得出了电流变化导致的输出光偏振态的变化轨迹。

提出了一种新的、利于实施计算的实现大范围均匀照明的LED灯具透镜设计方法。基于能量守恒定理和光线折射Snell定理，通过Matlab编程计算出自由曲面透镜坐标点。借助CAD软件和光学模拟软件Tracepro，模拟了自由曲面透镜的具体应用，在光源高为3m，接收面直径为10m的圆形照明区域，得到了均匀度达80%以上的照度分布，该设计可以应用在商场、工厂等室内照明灯具上。

研究了集成式大功率LED散热的二次优化设计方法。分析了集成式大功率LED的发热特性和LED路灯的散热要求，建立了散热分析模型。通过对散热器翅片的形状和布局的优化分析，得到一次优化结果。在此基础上，结合实际生产要求，提取凸台半径、凸台高度和拔模角度这三个参数进行了二次优化，得到了有效的优化组合。然后用优化分析结果来指导LED路灯和散热器的设计，并制作样品进行温度实验，结果表明散热器设计满足要求。

对液相外延生长的双沟平面掩埋异质结(DCPBH)结构超辐射发光二极管(SLD)双沟内漏电现象进行了理论分析与定量计算。在此基础上通过优化外延结构设计与液相生长参数，得到了电流限制较理想的DCPBH结构。

光纤激光谱组束技术是实现大功率、高质量光纤激光输出的有效手段。在传统的外腔谱组束系统中，离轴阵元的效率下降限制了其组束潜力；在基于PTR布拉格光栅的谱组束系统中，随着组束阵元数目的增加，系统复杂程度、体积和重量随之增大，限制了其应用范围。针对当前谱组束系统中存在的诸多问题，采用凹面光栅作为色散元件构建新的谱组束系统。凹面光栅同时具有衍射分光和聚焦的功能，应用于谱组束系统中不仅可以解决离轴阵元效率下降问题，而且降低系统的复杂程度，有利于输出稳定性的提高。

研究了扩散方块电阻及印刷栅线宽度变化对太阳电池电性能的影响，根据初步实验结果提出假设，通过进一步实验进行验证。结果表明：适当地提高扩散方阻、降低栅线宽度，有利于短路电流及效率的提升。但受限于串联电阻的增大，方阻及线宽存在一个最优值，通过Matlab软件建立模型进行模拟，求出最优解。证明了扩散方阻需要与栅线宽度很好地匹配才能达到理想的效果。

从InP基稀释光波导的基本模型出发，利用有限差分波束传播（FD-BPM）算法，推导了InP基稀释光波导的有效折射率，对其进行了数值计算；根据光传输损耗方程，分析了稀释波导传输损耗产生的原因；对稀释光波导中TE/TM模式传输进行了详细的数值分析和模拟计算，并分析了其模场分布曲线。

采用基于高亮度白光LED的色温可调混色方法，通过实验与理论计算研究了不同色温白光LED混色后色温Tc及显色指数Ra的变化。采用低色温(2800～3000K、3000～3400K)和高色温(7000～8000K)三种白光LED样品进行串联和并联混色，通过控制正向工作电流研究混色后白光的调光效果及显色指数变化。实验与计算表明：混色后白光色温可以实现在3000～7000K可调；选取Ra>66的低色温白光LED与Ra>87的高色温白光LED进行混色，可以在色温可调范围内得到Ra>75的较好显色指数的白光。

在对光伏电池输出特性及数学模型的研究基础上，用简单的方程较为精确地实现实际光伏电池I-V特性曲线的拟合。研究了光伏模拟器的方案设计，选择Buck电路作为主电路，并将电压反馈PI控制器应用到设计中。在闭环条件下，光伏模拟器仿真模型的稳态工作点与所给定的实际光伏电池I-V特性曲线相一致，证明了所提出的光伏模拟器设计方案的可行性。

采用PIN结构，研制出高阻p型硅大面积四象限探测器。详细介绍了器件结构设计和制作工艺。对器件响应时间、象限串扰、暗电流和响应度等参数进行了计算与分析。实验结果表明，器件响应度达到0.45A/W(λ=1.06μm)，暗电流小于50nA(Vr=135V)，象限间串扰低于2.5%。

研究了采用MOCVD技术分别在100与500Torr反应室压力下生长的非故意掺杂GaN薄膜的光学与电学性能。研究表明，低压100Torr外延生长条件可以有效地降低Ga与NH3气相反应造成GaN薄膜的碳杂质沾污，从而抑制造成光致发光中黄光峰与蓝光峰的深受主的形成，所制备的材料表现出较好的光学性能。同时，不同生长压力下的GaN薄膜表现出相异的电学性能，即在500Torr下生长的样品通常表现出更高的载流子浓度（（4.6~6.4）×1016cm-3）与更高的迁移率（446~561cm2/(V·s)），而100Torr下生长的样品通常表现为更低的载流子浓度(1.56~3.99)×1016cm-3与更低迁移率（22.9~202cm2/(V·s)）。

为了研究一维有限周期含负折射率光子晶体的全反射隧穿效应，利用传输矩阵法计算了TE波和TM波在大于全反射角入射一维有限周期含负折射率光子晶体的透射率。得出了一维有限周期含负折射率光子晶体中TE波和TM波的全反射隧穿峰的频率随入射角的变化特性、全反射隧穿峰的频率随负折射材料厚度的变化特性、全反射隧穿峰数随周期数的变化特性。发现了有限周期含负折射率光子晶体的全反射隧穿效应与普通光子晶体的全反射隧穿效应的不同之处。

以电化学阳极氧化法制备的多孔硅（PS）为衬底，用脉冲激光沉积方法分别在200和300℃下制备了ZnS薄膜，得到ZnS/PS复合体系。利用X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、荧光分光光度计分别对ZnS/PS复合体系的晶体结构、形貌和光致发光（PL）特性进行了研究。XRD结果表明，制备的ZnS薄膜呈立方相晶体结构，沿β-ZnS（111）晶向择优取向生长，生长温度较高的样品的XRD衍射峰强度较大。SEM图像显示，生长温度较高的ZnS薄膜表面较致密平整。室温下的PL谱表明，沉积ZnS薄膜后，PS的发光峰发生蓝移。较高的生长温度下，ZnS的自激活发光强度较大，而PS的红光强度较低且峰位红移。根据三基色叠加的原理，ZnS的蓝绿光与PS的红光叠加在一起，ZnS/PS复合体系呈现出较强的白光发射，为固态白光发射器件的实现开辟了一条新的捷径。

采用溶胶-凝胶法在玻璃衬底上成功制备出Y3+掺杂的透明ZnO薄膜。通过X射线衍射仪（XRD）、扫描电镜（SEM）和紫外分光光度计分析了掺杂Y3+对ZnO薄膜结构和性能的影响。结果表明： Y3+成功掺入氧化锌的晶格内；随着掺杂浓度的提高，薄膜的透光率并未表现出一定的规律性；随着退火温度升高，薄膜的透光率明显得到提高；在530℃退火时，薄膜的表面形貌形成网状结构且透光率达到70%左右。

通过对含氯氧化在线实验结果和工艺仿真结果进行对比，并进行仿真工艺校准，发现采用氯含量相同的仿真校准结果较之等物质量仿真校准结果与实际工艺实验结果相吻合。对氯含量相同氧化校准模型进行了不同温度、不同氧化方式的验证，仿真结果与在线实验结果相吻合，并利用该模型对CCD工艺制作中含氯氧化进行了仿真，仿真结果与CCD工艺制作测试数据相一致。

以SiH4为先驱气体，采用低频等离子体增强化学气相沉积（LF-PECVD）方法在Si衬底上制备了氢化非晶硅（a-Si∶H）薄膜。在薄膜沉积过程中，工艺参数将会影响非晶硅薄膜的沉积速率和光学性能。通过反射式椭圆偏振光谱仪（SE）研究了SiH4气体流量、工作压强和衬底温度等条件对氢化非晶硅沉积速率和光学性质的影响。实验结果表明，氢化非晶硅沉积速率随着SiH4流量、工作压强和衬底温度的改变而规律地变化。相比于SiH4流量和工作压强，衬底温度对折射率、吸收系数和折射率的影响更大。各工艺条件下所制备的非晶硅薄膜光学禁带宽度在1.61~1.77eV。

分析了(xyt)φ1切型长度伸缩振动模式下硒化锌晶体谐振器的频率温度特性。推导了温度与硒化锌晶体的密度、杨氏模量和膨胀等材料性质的关系，计算了硒化锌晶体的频率温度系数。结果表明，相对于硒化锌的一级频率温度系数而言，硒化锌的高级频率温度系数可以忽略。弹光调制系统工作时所产生的热量会引起温度变化，从而导致谐振频率改变。当弹光调制系统工作在50kHz的谐振频率位置时，硒化锌晶体温度每改变1℃，晶体本征频率改变2.5Hz，相对于弹光调制系统16Hz的谐振半峰宽而言，该频率温度漂移不可忽略。

在经典力学框架内和小振幅近似下，引入正弦平方势，把粒子的运动方程化为广义Duffing方程。在二次非线性情况下，把Duffing方程化为外尔斯特拉斯方程，并用外尔斯特拉斯函数分析了系统的相平面特征。用李雅普诺夫方法讨论了系统二次超谐共振，以及系统的稳定与临界条件。结果表明，适当调整参数就可以保证系统状态是稳定的。

提出了一种基于静电放电（ESD）的芯片可靠性测试及失效分析流程，并且以芯片静电放电测试为例详细阐述了芯片失效分析的过程与实现方法，包括电性失效分析和物理失效分析。通过专用仪器对芯片进行了静电放电测试，并利用红外微光显微镜（EMMI）及砷化镓铟微光显微镜(InGaAs)等实现芯片故障定位，从而确定芯片的失效模式与失效机理，实验证明该方法切实有效，这种失效分析的结果对优化集成电路的抗静电设计以及外部工作环境的完善都具有重要的参考意义。

在经典力学框架内和偶极近似下，引入正弦平方势讨论了系统非线性对摆动场辐射的影响。首先，把粒子在弯晶中的运动方程化为具有周期外力作用的摆方程，用Jacobian椭圆函数和椭圆积分解析地描述了粒子运动行为；用多尺度度法和三角函数的广义Bessel展开，找到了受迫摆方程的近似解。而后，在超相对论情况下讨论了系统的瞬时辐射强度和平均辐射强度，并对两种辐射的强度比进行了讨论。结果表明，摆动场辐射强度与摆动场振幅平方成正比，振幅越大摆动场辐射强度越强。

在波长路由WDM 网络中，波长路由和波长分配是RWA算法提高光网络阻塞性能的两个重要阶段和关键技术。文章针对现有的稀疏分光配置约束下的光网络多播RWA算法复杂度高、代价高的问题，提出了一种新的稀疏分光器配置的RWA多播算法。该算法摒弃传统RWA算法在波长路由阶段就考虑稀疏分光约束能力的惯性思维，论文首次提出在波长分配阶段，才通过多播长转换器实现满足稀疏分光约束条件的分光能力传递。仿真结果表明，所提算法在平均代价和所需波长数目方面都获得了较优的性能。

建立了毫米波长距离光传输链路增益和噪声系数模型，分析了外调制器工作点对链路增益、噪声系数等的影响；计算了长距离传输中色散效应对链路增益的影响；推导分析了激光器相对强度噪声、散弹噪声、EFDA自发辐射噪声对链路噪声系数的函数关系。通过控制调制器工作点等技术手段优化了链路的增益和噪声系数指标，对毫米波光链路工程设计和应用提供了理论指导。

针对低密度奇偶校验（LDPC）码的相关理论和LDPC码自身特性以及光通信系统具有低噪声、高信噪比的传输特点进行分析后，提出了光通信系统中LDPC码型的构造方法，这为光通信系统中LDPC码型的构造和仿真分析奠定了基础。并对光通信系统中LDPC码的编译码算法进行了深入分析与研究，得到一些有利于降低其编译码算法复杂度的重要结论，这有助于降低其编译码器的设计与实现复杂度。

分析了规格型光分路器分光比规格值与网络设计值（实际需要值）的偏差对光节点电平及其均衡性的影响，指出了通常按分光比等量均匀递变划定和设计的光二分路器规格体系存在的问题，给出了一种按分光比非等量递变划定和设计光二分路器规格的思路、方法和规格表。提出分光比规格值与设计值的偏差对光节点电平及其均衡性的影响主要表现在分光比较低的光路上，因而在设计规格和选择型号时，只需要考虑分光比低端适用范围。只要低端分光比偏差在允许范围内，对光节点电平及其均衡性的影响就必定在正常范围内。

在APT系统的对准误差中，定位引起的误差起决定性的作用。CCD的像元分辨力是影响定位精度的主要因素。研究了在如何保持现有硬件条件不变的情况下，通过软件插值的方法实现CCD像元细分，克服传统的质心算法所带来的系统误差。通过实验验证，采用像元细分后，标准差减小了59.4%。

研究了多域光网络中的路由保护问题。为了避免多域光网络通路保护二步算法可能导致的多域陷阱问题，提出了一种基于Suurballe算法扩展的多域联合路由保护算法。仿真表明，相比传统的多域通路保护二步算法，该算法资源利用率高，阻塞率低，平均每连接跨域数小。

通过阐述以太网无源光网络（EPON）系统信道传输数据方式以及动态带宽分配的工作原理，进一步研究了动态带宽分配算法（DBA）在EPON系统中的应用。提出一种基于服务质量（QoS）的EPON系统动态带宽分配机制，该机制根据不同业务的优先级和动态带宽分配算法，灵活地分配上行带宽，提高了带宽利用率，改善了服务质量。

针对发射光轴的双光楔校正结构，提出了一种激光测距机光轴平行性智能检测校正方法。建立了光轴平行性偏差量与双光楔结构旋转角度之间的数学模型，利用CCD图像传感器和数字图像处理技术得到激光发射光轴与瞄准光轴之间的平行性偏差，依据所建立的数学模型解算出双光楔需要调整的角度值，结合机械校正装置转动相应的角度，实现了激光测距机光轴的校正。该方法同样适合于其他具有双光楔调整结构的光学仪器。

根据光线通过均匀透明平行平板介质时发生的横向位移特性，提出了一种利用线阵CCD和计算机自动测量此横向位移量，并很快计算出透明介质折射率的简单方法。采用He-Ne激光以入射角分别为30°、45°、60°和75°对K9玻璃的折射率进行了测量，测量中用曲线拟合法确定光斑的中心位置来获得偏移量，最终测量精度能够达到10-3量级。对实验方法误差进行了分析，提出了减小测量误差、提高测量精度的措施。

光电跟踪系统作为外场中重要的目标观测与实时定位设备，有着不可忽视的作用。然而，随着目标机动性能的增加，对目标的实时响应就成了制约跟踪系统性能的关键。因此，采用更高性能的处理器和并行处理等手段来提高系统带宽、获得更好的实时性不失为一种好的方法。文章以PCIE总线为架构，以FPGA为协处理器实现数据的共享和分流，用两片DSP作为主要运算单元，搭建一个双路并行伺服控制系统，分别用来控制光电跟踪系统垂直轴和水平轴的两台伺服电机，替代以往的PCI总线架构和单片DSP同时控制垂直轴和水平轴电机的控制系统。采用上述结构不但大大提升了系统总线带宽，提高系统响应，还能克服单片DSP资源不足问题，更好地协调垂直轴和水平轴之间的相互配合。

由于图像降质过程的复杂性、成像获取条件限制，以及图像本身的复杂性和图像复原过程的病态性，图像复原解大多都是近似的或畸变的，一种适应于图像复原质量评价的计算方法将大大提升图像复原的应用范围。针对图像复原过程的病态性，提出了一种针对图像复原图像质量评价的计算方法，该算法通过在图像质量算子中引入图像相似矩阵和图像复原趋势矩阵，使其能适应复原对于图像结构或噪声结构的变化。该图像质量评价算子计算无需参考图像，可以很好地反映图像的模糊程度和噪声程度，并且计算简单。实验证明了该图像质量评价算子的有效性。

设计了一种基于FPGA的图像采集卡，集合了目前流行的高速光纤技术和PCI Express总线，并运用分层的Aurora协议和PCI Express协议实现光纤和PCI-E总线上数据的管理。在FPGA算法设计中，提出“预转换”策略和“双阈值”策略来管理和优化跨越高速光纤模块和PCI Express模块的高速数据传输过程。在实验中，数据传输达到了预期的高速实时传输的目标。