目前，在近红外波段中普遍采用InGaAs/InP雪崩光电二极管（APD），但这类APD存在增益带宽积小和等效噪声高等问题，而InGaAs/Si APD采用电子、空穴离化系数极低的Si材料作为倍增层，在一定程度解决了上述问题，但其制造过程涉及Si电荷层的离子注入和高温退火激活，该过程工艺复杂、杂质分布不均匀、成本高。因此，本研究采用刻蚀技术在Si倍增层内制备凹槽环，并在凹槽环内填充不同介质对InGaAs层及Si层内的电场进行调控，构建无电荷层InGaAs/Si APD器件模型。结果表明，在凹槽环内填充空气或SiO₂可获得高性能的InGaAs/Si APD。该研究结果可为后续研制工艺简单、性能稳定、低噪声的InGaAs/Si APD提供理论指导。

为了深入研究表面修饰余弦凹槽的亚波长结构对太赫兹波透射特性的调控规律，提出一种表面修饰余弦凹槽的太赫兹亚波长金属Cu狭缝结构，基于时域有限差分法，对亚波长金属Cu狭缝结构的太赫兹波透射光谱特性进行模拟。仿真结果表明，通过改变金属Cu狭缝结构上下表面余弦凹槽的结构排布、数量、周期、深度及狭缝深度、宽度等参量，实现了对太赫兹波透射强度的调控。

为探究工艺参数、扫描方式、坡口形状对激光增材再制造薄壁件的影响规律，基于ANSYS有限元分析软件，对激光增材再制造316L不锈钢薄壁件的温度场、应力场进行数值模拟分析。结果表明：激光功率、扫描速度过大或过小均会引起残余应力某一分量增大；选用垂直交叉扫描方式可以减小残余应力大小，但可能会引起修复区与基体结合区应力过大，导致裂纹的产生；通过比较两种坡口形状的应力分布，无棱边的坡口形状可以减小结合区的应力集中，并有效减小基板的变形量。最后设计试验，验证不同坡口形状对激光增材再制造试样质量的影响。试验结果表明，弧形相较梯形坡口形状，基材与修复区之间形成了良好的冶金结合，微观组织结构更均匀且硬度也有相应的提升，验证了仿真的正确性。

通过设计基于金刚石微槽结构的复合热沉,利用不同材料的热导率差异改变热流传导方向,以优化垂直腔面发射半导体激光器（VCSEL）面阵由于温度分布不均匀导致的中心热量堆积的问题,从而改善激光器面阵整体的输出功率,提高可靠性。基于有限元分析法建立三维热电耦合模型,研究了VCSEL面阵单元排布方式对激光器热串扰效应的影响,同时还研究分析了金刚石复合热沉中微槽形状和位置的变化对半导体激光器内部温度的影响,设计最优结构对激光器的出光性能做进一步优化。采用金刚石复合热沉后的垂直腔面发射激光器面阵,与传统金刚石热沉的封装结构相比,激光器发光单元的温度差值降低了29%,为大面积半导体激光器面阵的输出功率优化提供了新思路。

研究了电磁复合场对激光减材加工V型槽形貌的影响。在激光减材过程中同时施加稳态电场与稳态磁场，以获得定向洛伦兹力，从而驱动熔池排溢；通过实验研究了激光参数以及电磁场参数对V型槽形貌的影响规律。实验结果显示：在电磁复合场环境下通过改变激光参数得到了角度范围为34.82°~65.20°、深度范围为1719~5667 μm的V型槽；角度随着激光功率的增加和扫描速度的降低而减小，深度随着激光功率的增加和扫描速度的降低而增大；当激光功率为1800 W时，随着磁感应强度从0 mT增大至1200 mT，V型槽底部的重熔层厚度从764 μm下降至42 μm；材料去除效率主要受激光功率的影响，并随着激光功率的增加而增大。加工出的目标V型槽的角度公差等级为精密（f），深度线性公差等级为中等（m），表面粗糙度R_a值为22.4 μm。稳态磁场与稳态电场所提供的向上的洛伦兹力克服重力及表面张力驱动熔池向上流动，熔体以多次飞溅的形式脱离基体，实现一次直接成型V型槽。

为了实现高效、低成本的机械密封动压槽激光精密加工，基于槽深与激光能量密度和作用时间之间的关系，构建了一个简单有效的槽深计算模型，研究了激光功率、重复频率、扫描速度、填充间距和标刻次数等工艺参数对槽深的影响规律，并进行了实验验证。结果表明：在所研究的工艺参数取值范围内，槽深计算结果随变量参数变化的趋势和实验结果呈现良好的一致性，槽深与各个工艺参数之间具有明确的数学关系，即槽深与激光功率、标刻次数成正比，与扫描速度成反比，与填充间距近似成反比，且随重复频率的增大，槽深线性减小。在5组工艺参数计算案例中，槽深的计算结果与实验结果均较为吻合，槽深最大相对误差不超过15.07%。

针对Ti?6Al?4V钛合金深窄槽等结构的高效、精密、绿色加工难题，本团队利用同步纳秒激光辅助电解钛合金加工方法，综合利用激光加工效率高、局部温升、可直接去除表面钝化层以及电解加工表面质量好等优势，实现了钛合金材料的高效定域去除。研究了关键工艺参数（电解电压、激光功率、进给速度）对钛合金深窄槽加工精度和槽底面粗糙度的影响规律，验证了采用常温钝性盐溶液和较低的电解电压实现钛合金高效精密加工的可行性。研究结果表明：在电解电压为20 V、激光功率为3~5 W、进给速度为1.8 mm/min的参数下，可以实现钛合金的高效率、低表面粗糙度加工。本文提出了激光功率梯度变化（5 W→3 W）的钛合金三维结构高精密加工方法，并采用该方法在Ti?6Al?4V钛合金工件上实现了矩形台和深窄槽三维结构的加工。

为提升浮法玻璃原片的成品率及品质, 对比分析了带导流槽与不带导流槽的流量闸板砖对浮法玻璃生产过程中玻璃缺陷的影响, 发现不带导流槽的流量闸板砖有助于减少产生于流道环节的玻璃缺陷。

Side polished fiber (SPF) has a controllable average roughness and length of the side-polishing region, which becomes a versatile platform for integrating multiple materials to interact with the evanescent field to fabricate all-fiber devices and sensors. It has been widely used in couplers, filters, polarizers, optical attenuators, photodetectors, modulators, and sensors for temperature, humidity, strain, biological molecules, chemical gas, and vector magnetic monitoring. In this article, an overview of the development history, fabrication techniques, fiber types, transmission characteristics, and varied recent applications of SPFs are reviewed. Firstly, the fabrication techniques of SPFs are reviewed, including the V-groove assisted polishing technique and wheel polishing technique. Then, the different types of SPFs and their characteristics are discussed. Finally, various applications of SPFs are discussed and concluded theoretically and experimentally, including their principles and structures. When designing the device, the residual thickness and polishing lengths of the SPF need to be appropriately selected in order to obtain the best performance. Developing all-fiber devices and sensors is aimed at practical usability under harsh environments and allows to avoid the high coupling loss between optical fibers and on-chip integrated devices.