采用化学气相沉积法(Chemical Vapor Deposition, CVD), 通过控制生长温度和时间, 在氟金云母衬底(KMg3(AlSi3O10)F2)上制备出大面积、高质量的ReS2层状薄膜、纳米片、纳米花等微结构。利用拉曼显微镜(Raman)、光致发光光谱(PL)、原子力显微镜(AFM)、X射线光电子能谱分析(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)及能谱仪(EDS)对所制备的ReS2结构进行表征。结果显示: ReS2能够在表面平整且为惰性的氟金云母衬底上实现大面积高质量的面内、外生长; 面外生长的ReS2纳米片和纳米花结构的拉曼光谱相对于层状的ReS2结构在207cm-1附近的特征峰处存在红移现象, 在163cm-1附近的特征峰相对强度不断减弱; ReS2微结构的PL峰的位置基本无变化, 但是峰值强度随面外生长而不断减弱。

Ⅲ-Ⅴ族氮化物发光二极管因具有寿命长、 尺寸小、 高效、 节能等优点, 得到广泛的研究与应用。 随着光通信、 万物互联等领域的进一步发展, 需要开发高质量的微纳光源和微纳光波导。 纳米柱氮化镓发光二级管(GaN-LED)是一种重要的微纳光源, 具有广阔的应用前景。 另一方面, 作为应用最广的硅半导体材料本身并不是直接半导体, 发光效率低下而不能作为光源使用。 因此, 研究基于硅基板的纳米柱GaN-LED微纳光源具有非常重要的意义。 采用射频分子束外延技术(MBE)在Si基板上沉积并生长具有GaN缓冲层、 Si掺杂的n-GaN层、 4个周期的InGaN/GaN量子阱层和Mg掺杂的p-GaN层的GaN基PN结构。 利用扫描电子显微镜(SEM)观察其表面和侧面形貌, 可观察到以一定的倾斜角度生长于衬底表面、 排列紧密且整齐的纳米柱。 利用微纳加工技术制备纳米柱GaN-LED, 对已获得的纳米柱外延片进行SOG填充、 FAB刻蚀, 在p-GaN层和Si衬底侧蒸镀电极, 并对LED两电极施加直流电压, 进行I/V曲线和电致发光(EL)特性的测试。 纳米柱GaN-LED的阈值电压为1.5 V, 在室温下的峰值波长为433 nm。 纳米柱结构可有效减小LED的阈值, 在相同电压情况下, 纳米柱LED的亮度更高, 展现了良好的发光特性。 GaN纳米材料与体材料相比, 纳米结构中存在应力弛豫可以有效地降低位错密度, 尺寸小于光生载流子或激子的扩散长度, 因而能够减小光电子器件激活层中的局域化效应。 通过TCAD仿真, 对与实验结构相同的纳米柱GaN-LED两电极分别施加5, 6和7 V的电压, 可得到纳米柱LED的发光光谱。 仿真结果显示纳米柱GaN-LED的发光波长在414～478 nm之间, 发光颜色为天青蓝到蓝紫色之间, 峰值波长为442 nm, 发出鲜亮蓝色的光, 与实验获得的EL光谱结果相近。 随电压增大, 发光光谱峰值波长减小, 出现轻微的峰值波长蓝移。 在纳米柱结构中InGaN/GaN区域产生强烈的极化效应, 纳米柱结构在量子阱区域的载流子浓度增加, 削弱了量子限制斯塔克效应, 从而使LED波长峰值向高频率移动即蓝移。 其次, 纳米柱结构能够引起应力释放, 也会引起峰值波长蓝移。

报道了基于掺MgO周期极化铌酸锂(MgO: PPLN)晶体的可调谐连续光参量振荡器。该光参量振荡激光器采用了多周期可调谐的MgO: PPLN作为非线性光学晶体, Nd: YVO4为激光晶体的紧凑型半导体激光端面抽运直线腔系统。实验中采用的MgO: PPLN晶体包含28.5~31.5 μm之间的7个极化周期, 相邻极化周期的间隔为0.5 μm。通过调节7个极化周期实现信号光波长1.43~1.67 μm和闲频光波长2.93~4.16 μm的激光调谐输出。对同一温度下不同极化周期对应的输出波长进行理论计算, 与实验结果符合较好。对比分析了输出功率随着不同极化周期和抽运功率的变化关系。当半导体激光入射抽运功率为15.4 W, 在31 μm极化周期和35 ℃的控制温度下, 最高获得了2.94 W的1 595 nm信号光和1.45 W的3 190 nm闲频光, 对应的光光转换效率达28.5 %。

根据等效介质理论和严格耦合波理论，提出了可见光波段下基于氧化铝材料的亚波长导模共振光栅滤波器的理论设计与仿真方法。利用Rsoft软件分别仿真分析强调制和弱调制下的氧化铝光栅反射光谱，并探讨了光栅周期(400～420 nm)、占空比(0.2～0.8)和光栅厚度(117～367 nm)等结构参数的改变对光栅光谱特性的影响。仿真结果表明，氧化铝光栅在610 nm波长处具有优秀的滤波效果:旁带＜3%，半高宽(FWHM)＜0.3 nm，高反射率(接近100%)。最后采用快速原子束刻蚀技术制备出了可见光波段下的氧化铝材料导模共振滤波器。

对激光二极管端面抽运NdYAG/Cr4+∶YAG/YAG键合晶体的1 064 nm被动调Q激光性能进行了研究.对比分析了Cr4+∶YAG晶体初始透过率分别为84.9%和90.6%的调Q激光输出特性, 以及不同耦合输出镜透过率对调Q性能的影响.结果表明, 在特定抽运功率下, 各输出特性参数的优化(高输出功率, 高重复频率, 窄脉冲宽度)分别对应一个最佳的输出镜透过率; 随着抽运功率增加, 对应最佳的输出镜透过率越大.对比两种初始透过率的Cr4+∶YAG晶体对应的激光输出特性, 84.9%初始透过率的晶体获得相对较低的平均输出功率, 但相应的重复频率较小, 脉冲宽度窄, 使得调Q激光的峰值功率明显提高.采用30%透过率的耦合输出镜和10.4 W入射抽运功率下, 获得了3.2 W平均输出功率、9.7 ns脉冲宽度和52 kHz重复频率的激光输出, 经计算可知峰值功率达6.3 kW.

ZnO单晶材料以其优良的综合性能在光电子器件方面掀起了研究热潮, 因此对ZnO单晶的研究具有重要的理论和实践意义。 采用激光辐照的方式, 对ZnO单晶进行了光致发光(photoluminescence, PL)光谱实验, 分析研究了ZnO单晶在不同温度（低温）和不同激光能量强度照射下其光致发光特性。 研究结果表明, ZnO单晶内存在少量杂质及表面氧缺陷, 这些结构对其发光特性有一定的影响; 在低温条件下, ZnO单晶具有良好的发光特性, 且随着温度的提高, 发光光谱峰的位置会向长波长方向移动, 但强度会减小; 当激光光源的强度增大, ZnO单晶的PL发射光谱的强度也会随之增大, 且峰的位置和相对强度不变。 结合拉曼(Raman)光谱实验, 从分子及原子振动、 转动类型验证了纤锌矿ZnO单晶的六方晶系结构; 配合X射线衍射(X-ray diffraction, XRD)技术, 得出ZnO单晶良好的结晶特性以及晶轴取向。

利用偏振分束器(PBS)选择性地实现a轴切割Nd∶YVO4晶体π和σ偏振的激光输出的实验研究。四方晶系Nd∶YVO4晶体偏振荧光光谱的差异, 导致了输出π和σ偏振激光的性能差别。实验中利用PBS的反射光束主动选偏, 结合激光晶体沿通光方向旋转, 分别对a轴切割Nd∶YVO4晶体的4F3/2~4I11/2和4F3/2~4I13/2能级跃迁的偏振激光性能进行测试。在11 W的入射抽运功率下, 基于4F3/2~4I11/2能级跃迁分别获得了5.5 W的π偏振1064.3 nm激光输出和4.4 W的σ偏振1066.7 nm激光输出; 基于4F3/2~4I13/2能级跃迁分别获得了2.9 W的π偏振激光输出和1.6 W的σ偏振激光输出, 但波长均为1341.8 nm。实验结果表明：a轴切割Nd∶YVO4晶体的π偏振激光输出有更高的转换效率, 而σ偏振激光输出则有更长的激光谱线。