采用严格数值算法对中红外硅微透镜阵列进行了模拟, 该微透镜阵列特征尺寸小于波长工作波长.研究发现该微透镜阵列存在一个显著的离焦效应, 其离焦量达到0.4左右, 超出了现有的传统理论模型预测范围.对微透镜阵列进行了制作和焦距测试, 发现测试结果跟数值模拟基本吻合.微纳衍射光学集成系统中透镜离焦量是系统集成非常重要的一个参数, 该研究结果为硅微透镜阵列和中红外探测器光学集成提供有效参考.

利用金属有机物气相沉积技术(MOCVD)在(0001)蓝宝石衬底上生长了 GaN 基垂直腔面发射激光器(VCSEL) 的多量子阱腔层结构。X射线衍射测量显示该多量子阱具有良好周期结构和平整界面。运用键合及激光剥离技术将该外延片制作成 VCSEL，顶部和底部反射镜为极高反射率的介质膜分布布拉格反射镜 (DBR)。在室温、紫外脉冲激光的泵浦条件下，观察到了VCSEL明显的激射现象，峰值波长位于447.7 nm，半高宽为0.11 nm，自发辐射因子约为6.0×10-2，阈值能量密度约为8.8 mJ/cm2。在大幅度降低制作难度的情况下，得到目前国际最好结果同样数量级的激射阈值。降低器件制作难度有利于制备的重复性，有利于器件的产品化。

利用金属有机物化学气相沉积技术在蓝宝石衬底上生长了InGaN/GaN多量子阱外延结构, 高分辨率X射线衍射测量结果显示, 量子阱结构界面清晰, 周期重复性很好, InGaN阱层的In组分约为 0.2。利用该外延结构制备的InGaN/GaN多量子阱太阳电池的开路电压为2.16V, 转换效率达到了0.64%。器件的I-V测量结果显示, 在光照条件下, 曲线的正向区域存在一明显的“拐点”。随着聚光度的减小, I-V曲线的“拐点”逐渐向高电压区域移动, 同时器件的开路电压也随之急剧下降。通过与理论计算对比, 发现器件开路电压的下降幅度明显大于理论计算值。进一步分析表明, InGaN量子阱的极化效应不仅是I-V曲线产生拐点以及器件开路电压下降过快的主要原因, 也是影响氮化物太阳电池性能的关键因素之一。

利用闪耀光栅作为外腔光反馈元件，研究Littrow结构的蓝紫光外腔半导体激光器。通过引入闪耀光栅，在光栅面和半导体激光器后端面之间构成耦合外腔，改善了中心波长位于405.5 nm的边发射半导体激光二极管的性能。研究结果表明，在引入外腔反馈后，半导体激光二极管的阈值电流降低了27%，说明外腔与内腔之间具有较高的耦合效率；改变反馈元件光栅的转角，实现了激射波长的宽带连续调谐，调谐范围可达7 nm。