化学气相沉积(CVD)ZnS、ZnSe具有较高的红外透过率及良好的光学、力学性能，是红外军用探测系统首选的红外光学材料。大尺寸、高均匀性ZnS、ZnSe材料的制备是未来研究的重要课题。本文介绍了CVD的原理及在沉积过程中存在的主要问题，阐述了高性能红外材料必备的光学性能，综述和分析了CVD ZnS、CVD ZnSe的研究进展，以及这两种材料主要缺陷形成机理与工艺控制研究。旨在改进生产工艺参数，为批量化制备高性能ZnS、ZnSe材料提供理论参考，以满足其在**领域上的应用。

梯度折射率红外成像系统可在保持成像性能的基础上, 极大降低系统的尺寸、质量和成本, 有望推进红外成像系统向轻小型发展。然而, 目前没有可用的红外梯度折射率光学材料。本文基于65GeS2-25In2S3-10CsCl硫系玻璃, 利用梯度温度场热诱导析出轴向梯度分布的β-In2S3纳米晶体, 制得梯度折射率透明硫系微晶玻璃。结果表明: 析出的β-In2S3晶体为不同晶面取向纳米晶组成的多晶结构, 尺寸约为25 nm, 且晶体尺寸、数量与梯度温度场密切相关; 制得的梯度折射率硫系微晶玻璃仍保持良好的长波红外透过率, 且其10 μm处最大折射率差Δn达0.047。

碲化锌(ZnTe)非线性晶体是一种常用的产生和探测太赫兹(THz)波的电光材料，在THz探测和成像等领域具有重要的应用价值。然而，目前制备高质量、大尺寸的ZnTe晶体仍然面临挑战。本文采用压力辅助的垂直布里奇曼法，成功生长出尺寸为40 mm×140 mm的完整ZnTe单晶棒，并对其晶体结构、结晶质量、光学与电学性能进行了表征和分析。针对Te夹杂相对晶体性能的影响，初步探索了ZnTe晶体的退火工艺。研究结果表明，在850 ℃、Zn气氛下退火200 h，晶体在可见-近红外波段(400~2 500 nm)的透过率达到62%，电阻率为104 Ω·cm，在0.2~2 THz的吸收系数为5~15 cm-1。测试及分析结果为实现高质量ZnTe晶体的制备提供了参考。

分析了各大光学材料厂近十年用于精密模压的低熔点光学玻璃的研究进展, 对比了各大厂产品的品种和技术参数, 对低熔点光学玻璃的现状和各厂家的竞争力进行了分析与小结, 对低熔点光学玻璃后续的研发提出了建议。

透明激光陶瓷以其特有的优越性能, 有望继单晶材料后成为新型高功率固体激光器的工作材料。制备高光学质量、高激光效率, 高输出功率的透明陶瓷是目前的研究重点和热点。烧结而成的多晶陶瓷存在一定量的晶界以及气孔缺陷。文章介绍了气孔率与陶瓷激光器性能的关系及控制陶瓷材料气孔率的最新研究进展。研究发现, 气孔率对激光陶瓷的散射系数、透过率、激光阈值、激光斜效率等性能影响较大。对陶瓷制备流程加以控制, 优化制备工艺可降低激光陶瓷材料气孔率, 进而提高激光陶瓷材料光学性能。

通过检测人体呼出气体中的微量丙酮可以筛查出早期的糖尿病患者, 因此寻找能进行微量丙酮气体灵敏探测的材料是一个研究热点。本文计算4d金属杂质Mo、Ru、Rh、Ag掺杂金红石相SnO2(110)表面吸附丙酮分子后的表面电荷布居(氧化还原性能)、态密度、光学性质以及吸附稳定性, 讨论了4d金属杂质掺杂对金红石相SnO2(110)表面光学气敏传感特性的影响。研究结果发现: 各金属杂质对表面的氧化还原性能都有着不同程度的影响; 4d电子在费米能级附近形成杂质峰, 其中Ru-4d电子引入的杂质峰最大, 离费米能级最近, 对SnO2的禁带宽度改善最大; Ru掺杂对于金红石相SnO2(110)表面在可见光范围内(400~760 nm)的光学性质的改善相对于Mo、Rh、Ag掺杂也有着较大的优势; 所有的掺杂表面都能自发吸附丙酮分子, 吸附后稳定性为: Ru＞Rh＞Ag＞Mo。结论表明, Ru掺杂的SnO2作为较为有效的丙酮光学气敏探测材料, 有望通过探测人体呼出气体中的丙酮从而达到改善糖尿病的早期发现和诊断的效率。

为了分析抛光过程中工艺参数对超快激光抛光硬脆光学材料表面的影响，基于超快激光与硬脆电介质材料的相互作用机理，根据超快激光抛光电介质材料的去除函数解析模型，建立与离焦量和入射角两个加工参数有关的单脉冲材料去除模型。利用软件并根据电介质材料多脉冲烧蚀阈值的变化规律，建立超快激光抛光硬脆光学材料的抛光计算模型，利用该模型计算超快激光在不同入射角与前进步长下对材料表面的抛光结果。此计算模型可以直观地解释超快激光抛光光学材料的抛光结果，并为选择合适的激光抛光工艺参数方法提供新的理论指导。

超构透镜作为一种灵活调控空间光场相位、振幅及偏振的有效选择,在超分显微成像中受到了广泛的关注。为了提高多波长显微成像的分辨率,解决传统光学系统结构厚重、设计复杂等问题,基于相位补偿理论,运用传输相位法以及粒子群优化算法,设计了一种基于二氧化钛纳米单元柱的反射式消色差超构透镜,在500~550nm之间实现了恒定聚焦,且该透镜具有偏振不敏感的特性。与数值孔径相同但有色散的超构透镜的对比结果有效证实了该超构透镜的消色差功能。所设计的透镜可应用于多波长显微成像系统中并提高成像的分辨率。此外,该消色差透镜在数码相机和光学仪器等领域中也有较好的应用价值。

采用高温熔融-自发结晶法成功获得一种新型混合金属硫化物Ba7AgGa5S15。该化合物结晶于非中心对称的P31c空间群(No.159), 晶胞参数为a=0.964 53(10) nm, c=1.805 9(4) nm, Z=2。其结构是由［Ga4S10］T2超四面体与［AgS4］四面体共顶点连结形成的含有18元环孔道的三维网状框架, 孤立的［Ga(2)S4］四面体填充在孔道中, Ba2+填充在该三维框架结构的空隙当中。第一性原理计算研究了该化合物的电子结构、态密度、双折射率、二阶非线性光学系数, 以及倍频密度。结果表明, 该化合物具有大的光学带隙(3.76 eV), 其带隙主要由S 3p, Ba 5d和Ga 4s轨道决定; 其d33方向上的倍频系数约为AgGaS2的0.4倍, 主要倍频贡献来源于［AgS4］和［GaS4］四面体。该研究表明在Ag-Ga-S体系中引入Ba2+, 形成的Ba7AgGa5S15表现出比AgGaS2更宽的带隙, 有利于产生高的激光损伤阈值(LDT)。