采用脉冲激光气相沉积技术制备了Fe/MgO纳米复合薄膜，研究了脉冲数对复合薄膜结构、成分和光学性质的影响。X射线衍射分析表明：沉积的Fe纳米颗粒在脉冲数大于500时出现了晶面取向为（211）的衍射峰，证实了该复合薄膜中Fe、Mg、O元素的存在；Fe纳米颗粒在MgO薄膜中部分被氧化，存在单质态与氧化态（含量比约为3∶2）。高分辨透射电子显微镜分析表明：当脉冲数为100时，平均粒径约为2.73 nm的Fe纳米颗粒在MgO薄膜中呈椭球型均匀分布，且Fe纳米颗粒之间的平均间距约为1.75 nm。椭圆偏振光谱分析表明：当波长小于365 nm时，Fe/MgO纳米复合薄膜的折射率和色散灵敏度随脉冲数的增加而增加。紫外可见光谱分析表明：相比纯MgO薄膜，Fe/MgO纳米复合薄膜在190~235 nm波段出现了明显的紫外窄带增透现象；当作用于Fe靶的激光脉冲数达到300时，Fe/MgO纳米复合薄膜在197 nm处的透过率约为69.4%。

提出了一种基于级联法布里-珀罗干涉仪（CFPI）的光纤传感器，用于同时测量温度和压力。该传感器由单模光纤（SMF）、空心光纤（HCF）和双孔光纤（DHF）依次熔接在一起而构成。其中，HCF构成空气腔法布里-珀罗干涉仪（FPI），DHF构成石英腔FPI，两个FPI级联形成混合腔FPI。空气腔FPI通过DHF的空气孔与外部环境连通，实现对气压的高灵敏度传感；石英腔FPI利用二氧化硅的热光效应和热膨胀效应，实现对温度的高灵敏度传感。在0.1~0.6 MPa气压范围，60~260 ℃温度范围，实现的空气腔FPI的气压和温度灵敏度分别为4 nm/MPa和1 pm/℃，混合腔FPI的气压和温度灵敏度分别为0.5 nm/MPa和9 pm/℃。空气腔FPI和混合腔FPI对温度和气压的灵敏度不同，实现了温度和气压的双参数测量，同时该传感结构制造工艺简单，集成度高，灵敏度高。

作为目前最重要的中远红外光源, 量子级联激光器 (QCL)因独特的性能和频率可拓展至太赫兹 (THz)的特点, 成为研究的热点。对于 QCL, 影响其输出功率和工作温度的因素较多, 其中高效散热是重要的因素。首先对中红外和太赫兹两种 QCL的热管理研究进行了归纳和总结; 讨论和分析了两者之间的相似和不同点, 主要讨论两种激光器固体侧散热的方法, 包括有源区设计、改进工艺、优化器件材料体系等方面; 最后, 对 QCL热管理的未来研究趋势进行了分析和预测。该结果对于QCL的性能提升, 特别是输出功率和工作温度的提高, 具有一定的参考意义。

本文报道了同质外延生长氧化锌(ZnO)单晶在高温氧气气氛退火前后的结构及光电特性。利用化学气相输运(CVT)法生长了红棕色的ZnO单晶，且进行高温氧气气氛退火处理后的ZnO单晶呈现无色透明状。通过X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、能谱仪(EDS)和拉曼(Raman)光谱测试分析了高温氧气气氛退火前后的ZnO单晶结构，讨论了退火对单晶内部缺陷类型及结构的影响。XRD测试表明ZnO单晶的生长方向为(002)方向。退火前后ZnO单晶的ω摇摆曲线半高宽分别为59″和31″，表明退火后单晶内缺陷显著减少；XPS和EDS能谱分析了退火前后ZnO单晶的成分和元素价态，结果表明高温氧气气氛处理后单晶内Zn和O元素含量比更接近理论值；通过Raman光谱分析了高温氧气气氛处理前后ZnO单晶的不同拉曼振动模式；通过紫外光谱数据分析，得到了退火前后ZnO单晶的光学禁带宽度分别为3.05 eV和3.2 eV；最后，通过Hall测试分析了高温氧气气氛退火处理前后ZnO单晶的电学性能参数，并深入讨论了退火前后ZnO单晶的低温电输运特性。

为了建立有效无损的亚表面缺陷探测技术, 本文开展了光学元件亚表面缺陷的荧光成像技术研究, 通过系统优化激发波长、成像光谱、成像光路及探测器等影响探测精度和探测灵敏度的参数, 研制出小口径荧光缺陷检测样机。基于该样机对一系列精抛光熔石英和飞切KDP晶体元件的散射缺陷和荧光缺陷进行了表征, 获得了各类样品亚表面缺陷所占的比重差异很大, 从0.012%到1.1%不等。利用统计学方法分析了亚表面缺陷与损伤阈值的关系, 结果显示, 熔石英亚表面缺陷与损伤阈值相关曲线的R2值为0.907, KDP晶体亚表面缺陷与损伤阈值相关曲线的R2值为0.947, 均属于强相关。该研究结果可评价光学元件的加工质量, 用于指导紫外光学元件加工工艺, 并且由于该探测技术具有无损、快速的特点, 因此可应用于大口径紫外光学元件全口径亚表面缺陷探测, 具有极其重要的工程意义。

晶体硅太阳电池具有成本低廉、工艺简单等优点, 但在生产过程中难免会出现断栅、破裂等问题, 因此对太阳电池片的检测至关重要。太赫兹波作为一种具有光子学及电子学特征的电磁波在无损检测方面具有独特的优势。通过采用太赫兹量子级联激光器数字全息成像系统, 对模拟设计的太阳电池金属栅线、破裂硅片以及不同电阻率的衬底进行测试。结果表明, 太赫兹全息成像技术在太阳电池检测领域具有较高的应用价值。

太赫兹量子级联激光器(THz QCL)是一种紧凑、相干的固体连续辐射源,具有重要的潜在应用价值,是当前国际上研究的热点之一。目前,THz QCL面临进一步提高输出功率的问题,而阵列耦合是突破这一瓶颈的有效途径,因此,相关研究就显得尤为重要。概述了THz QCL的现有阵列耦合结构,并总结和讨论了THz QCL阵列研究现状及其未来可能的发展方向。

光致暗化效应是高功率掺镱光纤激光器稳定性、可靠性及寿命的重要影响因素。对掺镱光纤光致暗化性能进行精确表征和物理诊断是理解光致暗化产生机理及建立光致暗化消除技术的前提和基础。介绍了表征掺镱光纤光致暗化性能的主要物理参量,综述了掺镱光纤光致暗化性能的物理诊断方法,分析了不同方法的优缺点及适用范围,阐述了影响光致暗化性能的关键因素,并对未来掺镱光纤光致暗化性能物理诊断研究方向进行了展望。