为实现高功率的蓝光半导体激光输出，对蓝光巴条的封装技术进行了研究。利用金锡硬焊料封装了高功率氮化镓（GaN）蓝光半导体激光巴条，应用铜钨过渡热沉作为缓冲层抑制了铜热沉和GaN激光芯片之间封装残余应力，采用高精度贴片机将芯片共晶键合在铜钨过渡热沉上。贴片质量的好坏直接影响了器件的输出特性，所以重点分析了贴片机的焊接温度焊接压力、焊接时间对器件的影响。实验结果表明：当贴片机的焊接温度为320 ℃、焊接压力为0.5 N、焊接时间为40 s时，焊料层界面空洞最少，热阻最低为0.565 ℃/W，阈值电流最低为4.9 A，在注入电流30 A时，输出光功率最高为32.21 W，最高光电转换效率达到了23.3%。因此，在优化焊接温度、焊接压力、焊接时间后，利用金锡硬焊料将蓝光半导体激光芯片共晶键合在铜钨过渡热沉的技术方案是实现蓝光半导体激光巴条高功率工作的有效途径。

基于色散傅里叶变换技术研究了反常色散腔内传统孤子和正常色散腔内耗散孤子建立时的孤子动力学过程。为探究脉冲在光放大器中如何随放大功率演变, 实验和模拟研究了这两类孤子经放大器放大后的动态变化。结果表明, 这两类孤子的光谱在建立时会经历不同的振荡过程, 传统孤子光谱会由能量有剧烈振荡的调制拍频状态过渡至稳定, 耗散孤子光谱则会由无序调制状态平稳展宽至稳定。在放大器中, 随着放大器泵浦功率的上升, 传统孤子光谱中心能量将被转移而展宽, 耗散孤子光谱则在保持谱宽不变的情况下在边沿出现尖峰。这些锁模光纤激光器和光放大器中的动态孤子非线性现象在超快激光及其放大系统中有着潜在的应用价值。

多芯光纤光栅形状传感技术利用空分复用以及应变监测的优势，结合不同的栅点布设方案，实现待测对象的连续曲率和形状传感。首先介绍了多芯光纤光栅曲率和挠率传感原理，提出采用齐次矩阵变换的三维重构算法实现光纤的三维形状重构。为了探究不同光栅密度对实验精度的影响，利用算法编程模拟了不同光栅间距下的三维形状重构精度，依据模拟仿真的结果，建立了不同光栅间距与三维重构误差之间的关系。三维形状传感实验使用光栅间距为10 cm和5 cm的七芯光纤光栅串。实验结果表明，最大误差出现在尾点处，分别为2.56 cm和1.15 cm，占全长的3.2%和1.4%，平均误差为1.32 cm和0.62 cm，占全长的1.7%和0.8%。实验结果与仿真值比较接近，说明可以依据仿真结果对不同光栅间距下的三维形状误差进行预测。结合具体的应用场景合理配置测点资源，在较低的成本范围内实现高性能的检测。

光电探测器在通讯、环境、健康和**等日常生活及****等领域中应用广泛。随着时代的发展，对光电探测器在灵敏度、响应速度及波长范围等方面的性能要求与日俱增。低维材料独特的电学及光电特性使其在光电子器件领域具有重要的应用前景。为了充分利用低维材料的优势，克服其暗电流大、吸收率低的不足，研究人员提出将铁电材料与低维材料结合，利用铁电材料的剩余极化作用形成强局域场调控载流子浓度以提高低维材料的光电探测能力。文中总结了近年来铁电局域场增强低维材料光电探测器的研究成果，介绍了铁电材料对一维纳米线、二维材料以及低维结型器件的调控和性能提升方面的相关研究。最后，对铁电局域场增强低维材料光电探测器的发展趋势进行了简要的总结和展望。

21世纪以来, 能源短缺和环境污染一直是人类面临的重大挑战?光催化二氧化碳(CO₂)还原, 通过半导体捕获光能, 获得碳氢化合物太阳能燃料是解决能源危机并推动碳循环的有前景的策略之一?然而, 活性低?产物选择性差又极大地限制了这一技术的实际应用?因此, 调控产物选择性并提高光催化效率、加深对CO₂还原反应机理的理解具有重要意义?近年来, 超薄材料以其较高的比表面积, 丰富的不饱和配位的表面原子, 较短的电荷从内部到表面的迁移路径, 以及可裁剪的能带结构受到了广泛关注, 并在光催化CO₂还原领域取得了可喜的成果?本文在总结光催化CO₂还原反应机理的基础上, 介绍了通过构建异质结构、设计Z型系统、引入助催化剂以及缺陷工程等策略促进超薄纳米结构电子空穴分离和调控其电荷迁移路径的研究成果, 并指出了提高光催化CO₂还原效率和优化产物选择性的发展前景与挑战?

为了实现枝切法在激光散斑干涉相位图解包裹中工程化的应用，解决由于外来光线干扰、激光器性能下降、相机拍照局部点欠采样等原因出现的枝切线密集、计算速度慢等问题，在Goldstein枝切法的基础上提出了优化改进方案。将残差点当作带着正负单位电量的“电子”，利用电磁力导引通过相位平滑或增加相位跳变处理消除残差点，减少枝切线数量，同时采用GPU并行计算技术提高图像处理速度。仿真实验和实际测量数据表明优化后 的枝切法解包裹图像质量更好，对于500万像素散斑相位图，通过电磁力引导可消除98%以上的残差点，减少90%以上的枝切线，处理时间可由以往15 s压缩至1.5 s，满足了枝切法高质量快速解包裹的工程化应用要求。

文章提出了一种3-μm中红外波段偏振无关且CMOS兼容的石墨烯调制器，器件主要包括两部分：模式转换结构及石墨烯调制器。该调制器不仅满足于CMOS兼容的要求，而且能够实现基膜的偏振无关调制。仿真结果表明该调制器在2.95 μm到3.05 μm的中红外波段能够实现高于20 dB的消光比，TE和TM模式的插入损耗都低于1.3 dB，其偏振相关损耗低于1.09 dB。通过计算，当器件长度为420 μm，能够获得高达9.47 GHz的3 dB带宽。