在波导耦合表面等离子体共振传感器结构中引入MoS₂材料，提出了一种全介质MoS₂薄膜混合耦合波导结构传感器，该结构使得低品质因数（FOM）波导中产生了频域较宽的宽共振，而高FOM波导中产生了频域较窄的窄共振，实现了双波导耦合，进而产生了Fano共振。对传感结构进行了数值模拟与分析研究，探究了MoS₂层数及各结构参数对传感性能的影响，并依据其影响将两波导厚度、相邻两层介质材料厚度、MoS₂层数作为输入参数，将FOM值作为输出参数，建立了基于深度极限学习机的优化算法。利用优化算法对权值参数进行优化，对比不同优化算法对光谱的优化能力，最终得到了GWO-DELM预测模型。结果表明，Fano形状可以通过改变结构参数进行动态调控。在最佳条件下，经过优化算法优化后的Fano共振的FOM值高达50000。

高Q值共振超表面以其对局域电磁场的显著增强而在纳米光子学中受到广泛关注。基于全介质材料独特的电磁属性，提出了一种方形晶格对称性破缺的全介质纳米孔阵列超表面，通过打破方形晶格原胞的面内对称性来激发近红外区域的高Q值Fano共振。在垂直入射平面波的激发下，该超表面实现了极化独立的双重简并模态Fano共振以及极化依赖的三重非简并模态Fano共振，后者具有更高的Q值与更强的电磁局域性能。采用数值模拟探究了晶格扰动参数对三重非简并模态Fano共振特性的影响。结果表明，三重非简并模态Fano共振的Q值与局域电场强度受晶格扰动参数控制，通过优化晶格扰动参数，三重非简并模态Fano共振的Q值可同时高达1.8×104，2.7×104，1.9×104，其局域电场强度可同时高达2×104，3×104，1.5×104。

基于全介质超材料的电磁属性，提出了一种基于硅缺口盘单谐振器的超表面微流传感装置；利用时域有限差分(FDTD)法进行仿真模拟，仿真结果表明，该结构可以产生三重Fano共振，包括可被入射光直接激发的明偶极共振以及非对称性结构下明暗模式干扰产生的一个高阶模式杂化共振和一个磁共振。另外，分析了结构参数(缺口长度和宽度、结构的周期、硅盘半径和厚度)对Fano共振的影响以及微流装置中分析物厚度对传感特性的影响，得到参数优化后的结构的灵敏度最大可达到400.36 nm/RIU，品质因数Q最大可达到1252.3，并证明了溶液厚度在一定范围内增大可以提升传感检测的性能。

大相对孔径凸非球面的检测一直是非球面制造的难点.本文结合两片大相对孔径凸椭球面透镜的检测，提出采用同种材料胶合的检测方法，并基于该检测方法加工得到了相对孔径分别为2.7和2的两块凸椭球面透镜.经检测，两块非球面透镜检测系统的最终波像差均方根值都优于1/30λ (λ=632.8 nm)，在实际光学系统应用中，系统的分辨率和弥散斑大小均满足系统的指标要求.产品的使用情况验证了本文采用的同种材料胶合的检测方法在理论和实践上是可行的，与传统的光学补偿法检测大非球面度、高陡度非球面相比，本文采用的胶合透镜法极大地简化了检测系统结构，降低了系统的装调难度，是一种有效的高准确度凸非球面检测方法.