为了实现大口径光学元件表面轮廓的高精度测量, 提出了一种大承载气浮回转工作台的调心技术, 并研制了一套具有偏心自动调整功能的测控系统。该系统主要由精密气浮回转轴、台达PLC、数显千分表和轮廓仪工作台组成。利用VC++的PLC串口通讯和偏心调整软件的控制, 实现了轮廓仪的自动调心功能。

设计了一种基于场效应晶体管的量子点场效应单光子探测器(quantum dot field effect transistor, QDFET), 建立了二维电子气(two-dimensional electron gas, 2DEG )的薛定谔方程和泊松方程, 通过对薛定谔方程和泊松方程的自洽求解, 对2DEG的载流子浓度进行了模拟。模拟结果显示, AlGaAs的Al组分、δ掺杂层的掺杂浓度以及隔离层的厚度对于2DEG的载流子浓度均有影响。为了使2DEG具有较高的载流子浓度, AlGaAs的Al组分应为0.2~0.4, δ掺杂浓度应为6~8×1013/cm2, 隔离层厚度应在50nm以下。通过对2DEG的载流子浓度进行研究, 可以掌握2DEG载流子浓度的影响因素, 从而通过优化QDFET结构, 可提高2DEG的载流子浓度。这对于高灵敏度QDFET的制备具有重要的意义和应用价值。

介绍了一种新型数字式便携光学实验仪，该仪器具备光学实验、课堂演示、光学研究和光学测试等多种功能，可完成波动光学中干涉、衍射、全息、散斑以及几何光学中成像等工作。该仪器设计了“又”形布置的轨道以及“工”形支架，实现了3维无级可调，可对光路进行精确调节。此外，以三基色调色原理为理论基础，自行开发了图像处理软件和层式仪器结构。将PC主板与光学台融合为一体，可对图像进行实时数字采集与处理。与传统实验设备相比，该仪器极大地拓展了数字光学实验的应用空间。

为了选择高性能单光子探测器件，采用无源抑制方法对工作在盖革模式下的雪崩光电二极管(APD：avalanche photodiode)特性进行了测量。利用APD两端的电压在雪崩后趋于稳定的特性，获得了一种确定暗击穿电压的方法。特性测量实验结果表明：降低温度能加宽APD的最佳工作区域范围，并提高最佳增益值，从而使APD具有更高的灵敏度。通过对EG&G系列APD和外延APD暗电流和信噪比特性进行比较，发现外延APD具有良好的噪声性能和信噪比性能，适用于单光子探测。

为了寻求更高质量和密集度的WDM器件，对体全息技术制作WDM器件的新方法进行了研究。利用耦合波理论讨论了光折变多重体全息光栅作为波长滤波器实现波长解复用的基本原理。通过理论分析得出了最大衍射效率、最佳写入光强比与耦合强度大小的关系表达式。考虑有效电光系数和空间电荷场随写入光路几何组态的变化关系，以及各信道衍射光波长、衍射角等因素对曝光时序的影响，利用递推法推导出更为精确的曝光时序。采用高亮度溴钨灯代替价格昂贵的大功率可调谐激光器作为波长解复用光源，设计出基于体全息技术的16通道波分解复用器的实验方案。理论分析表明，该器件可将波长相隔0．8nm的谱线分开约1．0mm，这有助于实现密集波长的解复用。

介绍由两同心圆组成的等面积五像限光电测量装置工作原理,即当光线与光电池垂直时其投影光斑经过一透镜后正好完全覆盖五片光电池。当光线与光电池成一夹角时,其投影光斑必然发生偏移,将光斑在光电池上的偏移转换成光电流差值的变化,实现装置自动跟踪太阳。