为了减少屈光度测量误差，提高精度。本文针对哈特曼法焦度测量建立了较详细的误差模型，着重分析了光源的色散误差、入射光与透镜未垂直、光电探测器中心定位不准、透镜倾斜、光源光线主轴与透镜主轴未重合所引起的屈光度测量误差。结果表明，得出由于光电探测器上中心提取的不准确，会对最终的结果产生较大的误差。并由此提出了双重双线性插值结合拟合法来求取中心的方法，并证明了其有效性和准确性。

自由曲面镜片的发展和普及,对现有的屈光度测量方法提出了挑战,也要求新的测量方法具有更高的精度以及更好的可靠性。因此,介绍了传统哈特曼检测法测量眼镜片屈光度的测量原理并提出了一种改进方法,对球面单焦点镜片和散光镜片进行仿真测量的屈光度误差均在1%以内。对改进方法与传统方法测量所得到的渐进多焦点自由曲面镜片屈光度分布图的分析结果表明,改进哈特曼检测法相比于传统哈特曼检测法具有测量范围大,精度高的特点,能够准确反映眼镜片的屈光度分布特征。

为了满足在极低和较高光功率范围内对光信号的探测, 提出了基于硅光电倍增管(SiPM)的弱光检测系统, 该系统包含自动调节偏压电路、电流. 电压转换电路、小信号放大电路和滤波电路。测量不同偏压下 SiPM的输出与入射光信号之间的关系, 实验结果显示, 偏压对 SiPM的输出有很大影响, 不同偏压下, SiPM的探测能力和探测范围都不相同。此外, 该系统对 25 pW到 1.75 μW的光信号都有响应, 能在极低和较高光功率范围内对光信号进行连续探测。

太阳能电池(photovoltaic, PV)长时间暴露在阳光下会使其表面温度迅速升高, 从而降低其输出电压。为降低太阳能电池板的表面温度, 对太阳能电池板背面装载的热电制冷器(thermoelectric cooler, TEC)进行了研究, 测试其在不同室温下对太阳能电池板输出性能的影响。研究表明: 当不含 TEC且环境温度分别为 26 ℃、 29 ℃、 33 ℃时, 太阳能电池板的实验最大输出电压分别是 2.32 V、2.25 V、2.20 V; 加载 TEC之后, 在上述环境温度下太阳能电池板的最大输出电压分别为 2.54 V、2.59 V、2.47 V, 输出电压分别增加 9.4%、15.1%、12.3%。因此在太阳能电池板中加载热电制冷器既可以增大输出电压, 又可以避免因温度升高而降低太阳能电池板的寿命。

为了解决基片集成波导带宽窄的局限性, 设计了一种新型的基片集成脊波导 (ridge substrate integrated waveguide, RSIW)结构。该结构在传统的基片集成脊波导基础上采用了不同介电常数的两层介质板, 同时在其两侧还设置了两排周期性排列的空气孔。仿真结果表明: 所设计结构的单模工作带宽达到 10.88 GHz, 相对带宽 B达到了 4.42, 相比其他结构的单模工作带宽和相对带宽分别提高了 57 %和 18.8%; 该结构在整个通带范围内表现出了良好的传输特性, 能够覆盖整个超宽带范围的应用。该设计为解决基片集成波导带宽窄的局限性以及实现紧凑型宽带互连提供了参考。

为提高粒子操控的灵活性和精度,一种基于拉盖尔高斯光束的可控螺旋干涉模式被提出。通过理论分析两束拉盖尔高斯光束同轴叠加光场,给出了不同参数的变化对干涉光场强度分布的影响。通过仿真模拟,研究参数变化对场强结构的调控作用。结果表明,通过改变两束拉盖尔高斯光束的拓扑电荷数可以实现干涉模式光场强度极大值的数量和分布的动态调整,增加了对粒子操控的灵活性和可控性,为提高光束微粒操控的精度的提升提供了可能。

提出了一种利用旋光色散进行波长测量的方法。采用高灵敏度的硅光电倍增管(SIPM)探测线偏振光通过旋光物质和无旋光物质时的输出光强随步进电机旋转而发生的变化,由此测出旋光物质的比旋光度,从而根据比旋光度的色散特征方程求出对应光源波长。大量实验证明,该波长测量装置的精度为1 nm,标准差为0.06 nm,该波长检测方法具有良好的可行性与稳定性,并且该测量装置具有结构简单、易于调节等特点。