设计了一种具有类电磁诱导透明(EIT)效应的高Q值太赫兹超材料。该结构单元由上下平行的双金属线及中间垂直的单金属线组成。分别对单金属线、双金属线及组合结构进行仿真，分析了组合结构中金属线的位置和尺寸对透射率及品质因数Q的影响。结果表明，随着单金属线的水平移动产生了类EIT效应，透射率和Q值随着偏移距离的增大而发生变化，通过调整结构和尺寸可以实现不同Q值。通过优化，当偏移距离为8 μm 时，在0.73 THz 附近得到一个3 dB带宽约为11.56 GHz的透明窗，相应的Q值为63.09，其透射率为0.50。最后，对谐振器的传感特性进行了测量，其折射率灵敏度为60.69 GHz/RIU，FOM值为5.25/RIU，具有优异的传感特性。

提出一种具有电磁诱导透明 (EIT)效应的太赫兹超材料。该结构单元由非对称排布的 2对双金属线 (aCWs)组成。当入射电场为垂直极化时, 所提结构在 0.580 8 THz附近产生磁束缚模式的相消干涉, 形成一个 Q值较高的异常透明峰。在单元中加入开口谐振环 (SRR), SRRs与非对称双金属线对之间产生干涉, 形成新的透明峰。加入 SRRs后, 2对双金属线干涉产生的透明峰的传感特性得到改善。仿真表明, aCWs以及其与 SRRs组合而成的结构 (aCWs/SRRs)可用于太赫兹的单频带通滤波、双频滤波以及传感。

本文设计了一种具有电磁诱导透明(EIT)效应的太赫兹超材料，其单元结构由水平放置的单金属线以及垂直放置的双金属线组成。仿真结果表明，通过单金属线绕其自身中心旋转，可以激发出电磁诱导透明效应。金属线的旋转角度逐渐变大，透明峰的幅度也随之增大，当旋转角度为60°时达到最大值；旋转角度进一步增大，透明峰的幅度逐渐降低；旋转角度为90°时，透明峰消失。仿真说明该结构可以通过单金属线的旋转调控透明峰的出现。最后，对旋转角度为60°时结构的传感特性进行了分析。该结构设计简单，具有可调性、较高的Q值以及良好的传感特性。

微光机电系统（MOEMS）微镜在激光显示、光束扫描、自适应光学等领域都有重要应用。现有的MOEMS微镜驱动器一般为静电吸引型, 难以克服其吸合效应造成的各种问题, 同时, 方形的驱动器难以与圆形的镜面形成良好匹配, 填充比较低。提出了一种环形静电排斥驱动器的MOEMS微镜, 该静电排斥驱动器以环形排列, 并围绕在镜面的周围, 达到了与圆形镜面的良好匹配。所设计的微镜口径为204 μm, 并利用PolyMUMPS表面工艺进行加工。模拟仿真及实验测试结果显示, 该微镜具有0.62°的最大旋转角, 494 μs的响应时间和1.191 kHz的工作带宽, 适用于一般光束扫描等的应用需求。

推导了任意形状金属纳米结构对复杂环境折射率的局域表面等离子体共振(LSPR)光谱响应的解析解，给出了体折射率和局部折射率灵敏度公式，并进行了详细的理论分析和数值验证。结果表明，金属纳米结构的光谱响应与被分析物厚度呈指数增长关系，并与被分析物的折射率、敏感层厚度、金属纳米结构的材料和形状等因素有关。被分析物折射率越高，光谱响应越大。敏感层越厚，局部折射率灵敏度越差。同时，尖锐的金属纳米结构形状可以获得更大的体折射率灵敏度。对金属纳米结构光谱响应及折射率灵敏度的研究对制作高灵敏度LSPR传感器具有重要的指导意义。

基于三层多晶硅表面加工工艺和自适应光学经验公式，设计并制作了一种静电驱动的16单元连续面形微机电系统（MEMS）变形镜(DM)，并用ZygoNewView7300白光干涉仪对样片的静态特性和动态响应特性进行了测试。静态测试结果表明，器件在150 V电压下的最大形变量为0.667 μm，相邻单元之间的交联值为9%，镜面位置重复性为10%。动态测试结果表明，器件对正弦驱动信号的响应时间小于30 μs，响应曲线近似为一条余弦曲线，谐振频率为36 kHz。该变形镜可用于自由空间光通信、激光光束整形、波前畸变校正、投影显示、生物医学成像和人眼视差校正等重要领域。

推导了任意形状金属纳米结构的局域表面等离子体共振波长的解析解，分析了金属纳米结构的形状对其消光特性的影响。计算与分析结果表明，在空气中(折射率n=1.0)，某种金属的纳米结构的消光光谱谐振波长仅与形状有关，形状参数L可以拟合为宽高比的二次函数，且二次项的系数代表了金属纳米结构的尖锐程度，形状越尖锐，谐振波长便越长。共振波长的研究对根据需要合理设计金属纳米结构具有重要的指导意义。

二维斜方晶格光子晶体在光学聚焦器件及光子晶体波导中有重要的应用价值。对二维斜方晶格的第一布里渊区进行研究发现,保持斜方晶格基矢模长比R不变,改变倾斜角θ,第一布里渊区形状将在矩形和平行六边形间交替变化,所需的倒格矢也相应地变化,利用倒格矢正交临界条件可以对第一布里渊区的形状和所需的倒格矢进行划分。最后,利用平面波展开法对一种斜方晶格光子晶体进行带隙计算,验证了这种划分的正确性。

提出了一种基于金属纳米结构局域表面等离子体共振光谱的有机气体的传感方法.通过时域有限差分法设计了一种具有较高折射率灵敏度的三角形纳米柱阵列，并利用纳米球光刻法进行了制作.对乙醇蒸汽的传感实验结果证明，所制作的三角形银纳米柱对乙醇分子浓度非常敏感，其探测灵敏度达到24ppm/nm.该金属纳米结构传感有机气体的方法有望应用于环境监测等方面.

局域表面等离子体光学传感器由于其体积小、灵敏度高、免标记等特点成为目前传感器研究热点之一。然而由于银纳米结构的生物兼容性以及氧化问题,成为该传感器发展的瓶颈。提出了利用金/银混合的金属纳米结构克服上述困难,并从有限时域差分数值计算方法入手,设计了银层50 nm,金层5 nm的六边形分布三角形复合传感结构,并利用纳米球自组装技术实现了该类型传感器。同时,与生物分子蛋白A的结合实验结果表明,该传感器在生物分子溶液浓度213.85 nM的条件下仍然具有较高的灵敏度。