为了实现在较低剂量下获得较高的分辨率，研制了一款价格低廉的X射线CCD相机。该相机使用硫氧化钆作为转换屏、经一代像增强器增强后的图像通过光锥耦合到CCD相机上；为了提高系统的光传输效率，提出了将像增强器输出直面板或倒像器直接更换成光锥，其小端直接同CCD相机耦合的方案；通过灰度分析计算对比度曲线，拟合得出系统的本征空间分辨率为13 Lp/mm；通过拍摄实际景物，可以清晰地看到其内部的细节，显示出比较好的图像质量。

制备壳厚为2~3nm，核尺寸为15、25、50nm的Au@SiO₂纳米粒子代替Au纳米粒子，用来研究电磁场耦合强度与粒子尺寸和间距之间的关系。实验结果表明处在硅衬底上核尺寸为50nm的Au@SiO₂纳米粒子增强效果更佳。为了进一步提高Au@SiO₂纳米粒子的拉曼活性，将核尺寸为50nm的Au@SiO₂纳米粒子置于光滑的金表面，结果表明罗丹明6G的信号获得了更大的增强。利用时域有限差分法分别计算了不同粒径、间距和处在不同基底材料上的Au纳米粒子二聚体的表面增强拉曼散射(SERS)活性，结果表明粒子尺寸越大，间距越小，处在金衬底上的Au纳米粒子二聚体电磁场耦合强度越高，这与实验结果完全相符。另外，粒子间的耦合方式从粒子间隙转移到粒子与衬底之间，克服了粒子间距不可控的问题。这为获得灵敏度和稳定性更高的拉曼活性基底提供了新的思路。

基于琼斯矩阵和菌紫质分子光循环的简化光循环模型,建立了紫光诱导同圆偏振记录光栅的理论模型,采用四波耦合光路测量菌紫质光栅的衍射效率.理论模拟和实验结果表明:加入线偏振的辅助紫光,线偏振再现光与线偏振辅助紫光相互平行时,菌紫质光栅的衍射效率最大;线偏振再现光与线偏振辅助紫光相互垂直时,菌紫质光栅的衍射效率最小;菌紫质薄膜中同圆偏振记录光栅的稳态衍射效率随线偏振再现光偏振方向和线偏振辅助紫光偏振方向之间的夹角按余弦规律变化.线偏振紫光能诱导同圆偏振记录光栅由非偏振光栅转化为偏振光栅.

设计了一种基于菌紫质光致各向异性的相移器, 并把它用于相移干涉计量。取向随机分布的极性菌紫质分子对线偏振诱导光的选择性吸收导致分子取向分布不均匀, 使其呈现宏观的各向异性, 这种各向异性与诱导光的偏振特性密切相关, 圆偏振光经过各向异性的菌紫质薄膜后, 出射光的偏振特性完全由偏振诱导光决定。基于上述原理设计了一种新型的相移器, 用琼斯矩阵法推导了基于相移器的相移干涉原理。该相移器在工作过程中不需要移动Mach-Zender干涉仪内部的任何器件, 仅需要改变外部控制光路中诱导光的偏振取向就可以控制参考光的相位, 有助于提高设备的抗振能力。用最小二乘法对相移干涉结果进行重建, 得到了和实际相位一致的结果, 验证了相移器的可行性。

通过原位合成法以聚乙烯醇辅助合成了6.5 nm、10 nm和15 nm的PbSe量子点, 研究了掺杂PbSe量子点的光致聚合物的全息特性.将三种尺寸的PbSe量子点按不同浓度分别掺入光致聚合物中, 制成无机-有机复合型光致聚合物膜, 并对其全息性能进行研究.复合聚合物膜的UV-Vis吸收光谱表明掺入的PbSe量子点并未与聚合物中的有机组分发生化学反应.采用氩氪离子激光器输出的647 nm红光研究了复合聚合物膜的透过率和全息记录光栅的布喇格偏移与衍射效率.透过率曲线表明PbSe量子点在复合聚合物膜中分散良好, 膜表面均匀.由于PbSe量子点在聚合物链中起支撑作用, 复合聚合物膜在全息记录过程中不易发生形变, 从而增加了聚合物膜的抗缩皱能力.衍射效率曲线表明掺入PbSe量子点的复合聚合物膜的衍射效率比未掺杂的有所提高.此外, 体系存在一个最优值, 当掺入平均粒径为10 nm且浓度为3.6×10-6 mol/L的PbSe量子点时, 样品的透过率达到84%, 衍射效率从67.2%提升到89.7%, 缩皱率降低到0.8%, 极大提高了材料的全息性能.

制备了未修饰以及用柠檬酸钠修饰的两种磁性Fe3O4纳米粒子，并研究了将其掺入到有机光致聚合物中的全息性能，阐述了形成光栅的双扩散原理及抗皱原因.研究表明：掺入这两种纳米粒子后, 材料的全息性能均有所提高，但掺入修饰后纳米粒子的全息性能更为突出，衍射效率可达90%，空间折射率调制度达2.14×103，缩皱率降低至0.8%，说明经柠檬酸钠修饰后的Fe3O4纳米粒子更有利于提高光致聚合物的全息性能.

为了研究分子结构对三光子吸收的影响, 合成了两种新型芴类衍生物, 分别是2,7-二(2-4(甲氧基苯基)乙炔基)-9,9-二辛基-9H-芴(A)和2-溴-7-(2-(4-甲氧基苯基)乙炔基)-9,9-二辛基-9H-芴(B), 采用1064nm的Nd∶YAG激光器测试其三光子吸收截面的方法, 得到了它们的三光子吸收截面分别高达(6.03±0.6)×10-76cm6·s2/photon2和(4.25±0.4)×10-76cm6·s2/photon2的结果, 在高斯03软件下, 用密度泛函方法对这两个分子进行了结构优化, 并用含时密度泛函理论计算了它们的激发态能量和电子轨道。结果表明, 分子内电荷转移方向对三光子吸收存在影响。

为了研究连续激光晶化非晶硅薄膜中激光功率密度对晶化效果的影响，利用磁控溅射法制备非晶硅薄膜，采用连续氩氪混合离子激光器对薄膜进行退火晶化，用显微喇曼光谱测试技术和场发射扫描电子显微镜研究了薄膜在5ms固定时间下不同激光功率密度对晶化效果的影响,并对比了普通玻璃片和石英玻璃两种衬底上薄膜晶化过程的差异。结果表明，在一定激光功率密度范围内(0kW/cm2~27.1kW/cm2)，当激光功率密度大于15.1kW/cm2时，普通玻璃衬底沉积的非晶硅薄膜开始实现晶化; 随着激光功率密度的增大，晶化效果先逐渐变好，之后变差; 激光功率密度增大到24.9kW/cm2时，薄膜表面呈现大面积散落的苹果状多晶硅颗粒，晶粒截面尺寸高达478nm ; 激光功率密度存在一个中间值，使得晶化效果达到最佳; 石英衬底上沉积的非晶硅薄膜则呈现与前者不同的结晶生长过程，当激光功率密度为19.7kW/cm2时，薄膜表面呈现大晶粒尺寸的球形多晶硅颗粒，并且晶粒尺寸随着激光功率密度的增大而增大，在 27.1kW/cm2处晶粒尺寸达到最大5.38μm。研究结果对用连续激光晶化法制备多晶硅薄膜的研究具有积极意义。

为了减低非晶硅薄膜太阳能电池的光致衰减效应和提高其光电转换效率, 用等离子体化学气相沉积系统制备了本征非晶硅薄膜, 用波长为248nm的KrF准分子激光器激光晶化了非晶硅表层, 用共焦显微喇曼测试技术研究了非晶硅薄膜在不同的激光能量密度和不同的频率下的晶化状态, 并用扫描电子显微镜测试晶化前后薄膜的形貌。结果表明, 随着激光能量密度的增大, 薄膜晶化效果越来越好, 能量密度达到268.54mJ/cm2时晶化效果最好, 此时结晶比约为76.34%; 最佳的激光能量密度范围是204.99mJ/cm2～268.54mJ/cm2, 这时薄膜表面晶化良好; 在1Hz～10Hz范围内, 激光频率越大晶化效果越好; 晶化后薄膜明显出现微晶和多晶颗粒, 从而达到了良好的晶化效果。

为了制备纳米硅薄膜，采用脉冲激光沉积系统, 保持靶材和衬底间距不变，在不同激光能量条件下,得到一系列纳米Si薄膜。利用喇曼散射光谱和X射线衍射谱对晶粒尺寸进行了计算和分析，取得了几组数据。结果表明，改变脉冲激光能量时，纳米Si晶粒平均尺寸均随能量的增强先增大后减小；在单脉冲能量为300mJ时制备的纳米Si晶粒平均尺寸最大，为8.58nm。这一结果对纳米硅薄膜制备的研究有积极意义。