提出了一种基于双复合结构层(CSLs)的宽带太赫兹超材料吸收体,其中复合结构层I由4个不同的圆环金属结构组成,复合结构层II由4个不同的方形金属结构组成。采用时域有限差分法详细研究和讨论了吸收体的吸收谱线、磁场能量分布、表面电流分布,以及偏振角度和入射角度对吸收的影响。结果表明:该吸收体能够有效抑制高阶共振峰,特别是当太赫兹波正入射时,吸收率大于90%的吸收带宽可达0.722 THz,中心频率为2.041 THz。

根据激光光源的特点, 设计了一种基于蓝色半导体激光器的汽车远光灯系统。采用以Monge-Ampere方程为基础的自由曲面透镜设计, 解决了激光光源能量密度高、发光面积小的问题; 依据非成像光学理论, 建立了透镜表面与目标面的映射关系; 通过求解Monge-Ampere方程得出自由曲面上的坐标点, 拟合坐标点得到自由曲面透镜模型; 采用光学软件Tracepro进行了仿真分析。结果表明: 照度最大值值为119.3lx, 中心点照度为117.6lx, 完全符合GB25991-2010标准, 且光型分布均匀。

利用圆环形LED光源阵列结构, 结合反射杯与自由曲面透镜的混合型配光, 设计了可以实现对汽车前照灯远光和近光同时配光的光学系统。对经反射器聚光后的光线及配光屏幕进行了适当的网格划分, 根据能量守恒定律, 建立了出光角、自由曲面透镜与配光屏幕之间的坐标关系。结合折射定律, 通过迭代计算得到自由曲面透镜上的点坐标, 并使用三维建模软件得到透镜模型。利用Tracepro软件对光学系统模型进行了光线追迹。结果表明, 所设计的光学系统可以同时满足GB 25991-2010《LED前照灯标准》对LED前照灯远光和近光的配光要求, 与传统的LED前照灯相比, 能耗可降低至原来的75%。

通过设计基于LED光源的自由曲面透镜实现均匀圆形光斑的实例，提出一种快速建立光学器件模型的方法。该方法根据几何光学和非成像光学理论建立透镜的数学方程，由Matlab实现透镜面型数据的数值计算，由TracePro编程完成透镜建模，以动态数据交换（DDE）协议为基础建立Matlab与TracePro间的会话，可在TracePro中自动创建透镜实体模型。仿真结果表明，光通量为100 lm，光源尺寸1 mm×1 mm，视角120°的LED朗伯型光源在5 m远处的目标面上形成半径为3 m的圆形光斑，光斑照度均匀性可达0.7，透镜效率为87%。与传统实现透镜实体模型的设计方法对比，本方法可以简化设计过程，节省设计时间，进一步证明其准确性和可靠性。

研究了不同能量的电子束辐照对GaN基发光二极管(Light emitting diode, LED)发光性能的影响。利用实验室提供的电子束模拟空间电子辐射, 对GaN基LED外延片进行1.5, 3.0, 4.5 MeV电子束辐照实验, 并应用光致发光(Photoluminescence, PL)谱测试发光性能。结果表明: 在1.5 MeV电子束辐照下, 采用10 kGy剂量辐照时, LED的发光强度增加约25%; 而在100 kGy剂量辐照时, LED的发光强度降低约16%。3 MeV的电子束辐照可使原来色纯度不高的LED的色纯度变好, 而更高能量的辐照将会引起器件失效。

光提取效率的提高对GaN基蓝光LED的广泛应用有重要的影响。计算了以Ni／Au基金属化方法形成的p型GaN电极的折射率，通过分析电极层中的能流传输情况在电极上设计高折射率的耦合层来减少电极层对光的吸收以及提高光的透射，耦合层通过采用圆台结构来减少光在空气／耦合层界面上的全反射以提高GaN基蓝光LED的光提取效率。应用传输矩阵法计算的结果表明，光学厚度为π／2，折射率为2．02的ITO耦合层能使450nm的蓝光在膜系上的透射率提高到75%。