为了研究G.657.B3光纤的折射率剖面结构对光学性能的影响，通过设计凹陷沟槽结构的折射率剖面和相应剖面参数(ba值、c、Δnc-和Δn+)，并以适宜的气相轴向沉积(VAD)法工艺、熔融技术以及拉丝条件改善光纤的弯曲损耗，满足光纤传输所需的截止波长、模场直径和低水峰的要求。将工艺优化后所制备的光纤预制棒进行拉丝与测试，结果表明：光纤在1383 nm波长处水峰值降低至0.278 dB/km；在1550 nm、1625 nm波长处，弯曲半径为5 mm绕1圈时的宏弯典型值分别是0.081 dB、0.188 dB，完全满足ITU-T G.657.B3的指标需求。

基于nBn结构的InAsSb器件具有扩散电流极限低、造价低廉、容易实现大面阵以及可兼容现有III-V族二极管电路等诸多优点，是小型化、低功耗、低成本、高分辨率中长波探测器的首选之一。在InAsSb材料的外延生长过程中，As的组分很难精确控制。为了找到允许的误差范围，研究了用分子束外延 （Molecular Beam Epitaxy, MBE）工艺生长InAsSb材料过程中As组分对材料表面形貌、晶格质量以及器件截止波长等方面的影响。试验结果表明，在保证材料外延厚度小于临界厚度的前提下，材料对压应力的容忍程度比拉应力高。将As组分控制在略小于91%的范围内，不但可以保证材料的质量，而且还能略微增大器件的响应波长。

12.5 μm碲镉汞探测器的输出电平对工作温度非常敏感，因此需要对其温度敏感度进行研究。试验中，通过调节探测器的工作温度来采集其输出电平，并对数据进行分析。结果表明，工作波长和暗电流随温度变化是导致输出电平变化的主要因素；12.5 m碲镉汞探测器的最佳工作温度在60 K附近。该方法操作简单，无需使用复杂的操作设备。大部分红外实验室均可满足此试验要求。

粉末压片与晶体测试结果存在较大差异,表现为粉末压片无法测出预期的晶体红外透过光谱,且其在晶体的红外截止波段会出现异常透过峰。从原理上分析了上述现象,并通过简化晶体红外介电性能的理论模型,提出了一种基于多晶粉末透射谱测定晶体红外介电性能的方法。用该方法对AgGaS2、ZnGeP2晶体的红外介电性能(如红外截止波长、长光学声子横模频率)进行了测定,结果与直接测量单晶基本一致。本研究对探索新型红外功能晶体材料具有重要意义。

通过射频磁控溅射技术,成功制备了具有金属-半导体-金属(MSM)结构的ZnO紫外光电探测器。研究了外加偏压对探测器响应度和截止波长的影响。随着偏压的增大,器件的响应度逐渐增加并且趋于饱和,探测器的响应截止波长红移了12 nm。这是电场引起的耗尽层的展宽以及带隙倾斜造成的。提出了一种利用外加偏压控制探测器截止波长的有效方法,该方法对紫外光电探测器的进一步研究和应用具有重要意义。

运用矢量有限元方法对脊位于窄边的四种加载介质双脊波导的主模截止波长和单模带宽特性进行了计算和分析, 四种波导分别为脊位于窄边的加载介质双脊矩形波导、加载介质双脊梯形波导、加载介质双脊V形波导以及加载介质双脊椭圆形波导。计算结果表明, 脊位于窄边的四种加载介质双脊波导的两种传输特性总体相似, 和脊位于宽边相比, 脊位于窄边的主模归一化截止波长和单模带宽总体小很多, 且脊位于宽边时的特性变化趋势比脊位于窄边时剧烈。这些计算结果将有助于微波器件及微波系统的设计。

利用矢量有限元法,研究了加载右手材料和左手材料的对脊重叠鳍线的传输特性,重点讨论了金属鳍的厚度对其特性的影响,同时研究了材料对主模截止波长、单模带宽、主模和第一高阶模场结构及色散特性的影响。结果表明,加载左手材料时,主模截止波长几乎都比加载右手材料时小,主模截止波长和单模带宽随加载区域的扩大呈相反的变化趋势,主模场线和第一高阶模场线在加载区域的分布形状完全相反,色散特性相似。这些数值计算结果有助于新型微波和毫米波器件的设计。

在用步进扫描傅里叶变换红外(Fourier Transform Infrared, FTIR)调制光致发光(Photoluminescence, PL)光谱仪进行测试时, 基于FTIR的优势, 并结合PL无损、灵敏度高、简单的优点, 通过减弱背景干扰来提高信号强度。研究了背景噪声、杂质能级和温度对InAs/GaSb应变超晶格材料的发射峰强度及位置的影响, 并通过改变测试参数, 总结出了针对不同材料的测试方法。这项研究结果对InAs/GaSb应变超晶格材料的外延生长及后续加工具有参考价值。

为了提高特殊截止单模光纤的弯曲可靠性,采用气相沉积工艺制作了包层直径80 μm碳涂覆的特殊截止单模光纤,测试了光纤的截止波长、模场、衰减谱、宏弯、色散等传输性能和应力腐蚀敏感性参数。测试结果表明光纤截止波长小于915 nm,能够实现915 nm以上波长单模工作,在常用的几个波段具有较低的传输损耗,光纤的零色散波长红移到1 670 nm。采用碳涂覆工艺提高光纤的应力腐蚀敏感性参数达到35,结合小包层直径预期可以提高光纤的使用寿命。

为了研究填充介质对脊波导截止特性的影响，文章采用FDTD(时域有限差分)法计算了填充介质梯形双脊波导在TE（横电波）模式下的截止特性随几何尺寸的变化，并给出了关系曲线。结果表明，脊间距越小，填充介质的相对介电常数越大，截止波长越长，单模带宽越窄。研究结果丰富了现存填充介质波导数据，有助于填充介质波导的设计和工程应用。