GaAs单晶是当前光电子器件的主要衬底材料之一，在红外LED中有着重要应用。但杂质浓度高、迁移率低等缺点会严重影响红外LED器件性能。为生产出低杂质浓度、高迁移率、载流子分布均匀、高利用率的红外LED用掺硅垂直梯度凝固(VGF)法GaAs单晶，本文研究了热场分布、合成舟和炉膛材质、工艺参数对单晶的成晶质量、杂质浓度、迁移率、载流子分布的影响。利用CGSim软件对单晶生长热场系统进行数值模拟研究，温区一至温区六长度比例为8∶12∶9∶5∶5∶7时，恒温区达到最长，位错密度达到1 000 cm-2以下，成晶率达到85%。采用打毛石英合成舟进行GaAs合成，用莫来石炉膛替代石英炉膛，可以获得迁移率整体高于3 000 cm2/(V·s)的GaAs单晶，满足红外LED使用要求。对单晶生长工艺参数展开研究，采用提高头部生长速度、降低尾部生长速度的方式提高单晶轴向载流子浓度均匀性，头尾部载流子浓度差降低33%，尾部迁移率从2 900 cm2/(V·s)提高到3 560 cm2/(V·s)。单晶有效利用长度提高33%，单晶利用率达到75%，大幅降低了原料损耗成本。

提出了多模差分鬼成像技术(MWDGI)可以提高鬼成像的信噪比(SNR).对使用旋转的毛玻璃板和空间光调制系统的两种情况的MWDGI分别做出了理论分析.研究结果表明MWDGI结合了差分鬼成像(DGI)和多模鬼成像(MWGI)的优点,能够显著提高各种类型物体的鬼成像的SNR.

在常压空气中， 利用OES技术检测到负直流电晕放电等离子中激发态N原子发射光谱， 并利用相对谱峰强度最大的674.5 nm N原子激发跃迁谱线研究了相关空气参数和电参数对其相对密度的影响。 结果表明， 电离区内N原子相对密度随注入功率的升高呈增加趋势； 随电极间距和相对湿度的增加， 其相对密度逐渐减小； 随N2流量增加， 其相对密度呈先增加再减小趋势。 在实验条件下， 当针尖轴向距离r=1 mm时， N原子相对密度出现最大值。

利用发射光谱技术在大气压下测量了空气中多针对板负直流电晕放电和正电晕流光放电产生的O(3p5P→3s5S02 777.4 nm)活性原子发射光谱。 在负电晕放电中， 研究了放电功率、 电极间距、 N2含量和相对湿度等因素对O活性原子产生过程的影响； 在正电晕流光放电阶段， 研究了O活性原子相对密度在放电反应空间的分布特点。 结果表明： O活性原子产量随放电功率的增加而增大， 随电极间距增大而减少， 随相对湿度和氮气含量的增加， 其产量先增大后减少； O活性原子相对密度沿针尖轴向呈先增大后减小的趋势。

测量了Nd∶YAG晶体从-70℃到+80℃不同温度下的荧光发射光谱和荧光寿命,计算了该晶体在不同温度下1.064 μm受激发射截面,首次获得在此温度变化范围内受激发射截面随温度的线性变化关系.

测量了Cr:Nd:GSGG晶体从-70 ℃到+80　℃温度下的荧光发射光谱和荧光寿命,计算了该晶体在不同温度下1.061 μm受激发射截面,获得在此温度变化范围内受激发射截面随温度的线性变化关系。

用三维电子输运Monte-Carlo(MC)方法研究了双向四电子束泵浦KrF准分子激光器MOPA系统中主放大器(H1M)的能量沉积空间分布。计入了Hibachi结构和主膜的影响。对0.5 MeV的电子,泵浦方向能量沉积基本均匀,而在轴向,因为两窗口间的14 cm“死区”使得能量沉积呈“马鞍形”,峰谷比为2～3。给出了能量沉积的总量及能量沉积效率与电子束能的关系曲线,为Marx发生器的二极管电压进行优化设计提供了依据。

设计了大型ＫｒＦ准分子激光器放大自发辐射的三维和准三维计算程序, 比较了两种方法的差别。通过对不同纵横比、增益吸收比及注入光强条件下, 放大自发辐射(ASE)及提取效率的计算, 明确了影响提取效率的主要因素.当注入强度为0.1饱和光强时, 其噪信比(ASE强度与相干光输出强度比)约为5%。