用固相法合成了Er3+和Yb3+共掺的LaF3及NaYbF4上转换发光粉末样品材料，研究了激发功率对室温上转换发光性质的影响，重点研究了红光发射增强现象，并探讨了获得红色上转换发光的条件。实验结果表明:在980 nm半导体激光激发下，Er3+和Yb3+共同掺杂的不同氟化物样品材料能够展示比较明亮的红色和绿色发光,激发功率密度对该类材料的上转换红色发射光谱性质能够产生明显的影响。基于上转换发光机制，提出了能量传递的红色上转换发射过程，并借助于一个示意性的能级图解释了所观测到的红色上转换发射增强现象。

采用超短皮秒脉冲激光激发制备了SnO2∶F 玻璃衬底和石英衬底的CdTe多晶薄膜，在室温下测量其稳态和瞬态荧光光谱。结果表明，随着激发功率的增大，其荧光光谱峰逐渐展宽，并发生蓝移。对于退火处理的样品，其荧光光谱伴随主峰旁出现一个肩峰，是Cl 原子与富Cd区存在的空位形成复合体引起的发射。其瞬态荧光光谱寿命呈双指数衰减，即表面效应所引起的慢过程和带边激子态发射的快过程组成。样品退火处理后荧光寿命变长，有利于电子-空穴对在复合发光前分离，提高电子空穴的迁移率，改善其光伏性能。

利用高分辨X射线衍射(HRXRD)与拉曼散射光谱(Raman scattering spectra)研究了氮化处理与低温AlN缓冲层对低压金属有机化学气相沉积(LP-MOCVD)在r面蓝宝石衬底上外延的a面GaN薄膜中的残余应变的影响。实验结果表明: 与氮化处理后生长的a-GaN相比，使用低温AlN缓冲层后生长的a-GaN具有较小的摇摆曲线的半高宽和较低的残余应变，而且其结构各向异性和残余应变各向异性也均有一定程度的降低。因此，与氮化处理相比，低温AlN缓冲层更有利于a-GaN的生长。

采用高温固相法合成了Sr2ZnMoO6∶Sm3+新型红色荧光材料，并对其发光特性进行了研究。XRD测量结果表明所制备样品为纯相Sr2ZnMoO6晶体。样品的发射光谱由一系列锐谱组成，分别位于563 nm(4G5/2→6H5/2)、598 nm(4G5/2→6H7/2)、607 nm(4G5/2→6H7/2)和645 nm(4G5/2→6H9/2),最强发射为645 nm。样品激发光谱由电荷迁移带CT和Sm3+离子的特征激发峰组成，主激发峰位于284 nm(CT)和403 nm(6H5/2-4L13/2)。 随着Sm3+浓度的增大, Sr2-xZnMoO6∶xSm3+材料的发光强度先增大后减小, 在x≥2%时，发生浓度猝灭现象。根据Dexter理论分析其猝灭机理为电偶极-电偶极相互作用。比较了Li+、Na+和K+作为电荷补偿剂的作用,发现均使Sr2ZnMoO6∶Sm3+材料的发射强度得到增强,但以Li+补偿效果最为显著。

设计并合成了以2-(2，4-二氟苯基)嘧啶(DFPPM)为主配体的两种新型二嗪铱配合物［(DFPPM)2IrCl-(PPh3)］(Ph: 苯基)和［(DFPPM)2Ir(CN)(PPh3)］，用核磁共振(NMR)和质谱等方法对其进行了表征,并用紫外-可见吸收光谱和光致发光光谱对其光学性质进行了研究。光致发光光谱结果显示: 配合物［(DFPPM)2IrCl(PPh3)］的发射峰波长为472 nm和489 nm; 而配合物［(DFPPM)2Ir(CN)(PPh3)］的发射峰波长为447 nm和472 nm，1931CIE色度坐标为(0.14，0.15)，是一种深蓝色磷光材料。以［(DFPPM)2Ir-(CN)(PPh3)］为客体材料、PVK为主体材料制备了电致发光器件，研究了其电致发光光谱。结果表明，电致发光光谱与光致发光光谱相比有较大程度的红移。

采用双极脉冲磁控反应溅射法在不同参数条件下制备了一系列氮化硅薄膜。利用数字式显微镜和紫外-可见光光谱仪研究了沉积薄膜的表面形貌及其光学带隙，利用共焦显微拉曼光谱仪比较了硅衬底、氮化硅薄膜退火前后的拉曼光谱。结果表明，氮气流量对薄膜的光学带隙影响较大，制备的薄膜主要为富硅氮化硅薄膜。原沉积薄膜的拉曼光谱存在明显的非晶硅和单晶硅峰，退火处理后非晶硅峰减弱或消失，表明薄膜出现明显的结晶化; 单晶硅峰出现频移现象，表明薄膜中出现硅纳米颗粒，平均尺寸约为6.6 nm。

采用溶胶-凝胶法在室温下制备了以BaO-TiO2-3SiO2为基质的稀土Eu3+掺杂的发光材料，各材料的量比为 n(Ba)∶n(Ti)∶n(Si)∶n(Eu)=1∶1∶3∶x。 通过DTA-TG、IR、XRD、激发和发射光谱对材料的结构和发光性能进行了分析。DTA-TG测试表明，样品在50~400 ℃之间出现明显失重现象，说明在此过程中凝胶中的吸附水、乙醇、醋酸等物质发生了脱附释放。IR光谱显示，制备的样品中主要存在Ti—O—Si和O—Si—O键。XRD测试证明，材料属于非晶态。激发和发射光谱图显示，材料制备的最佳退火温度为800 ℃，Eu3+的最佳掺杂比例为x(Eu)=5.75×10-3。在612 nm监测波长下，测得的最佳激发波长为紫外光395 nm 和可见光465 nm，即在395 nm和465 nm光激发下，材料发射的红光单色性好且强度基本相同。

针对Si/Al掺杂量增大使BaO-(1-x)SiO2-xAl2O3-B2O3-0.005Er3+(x=0，0.5，1，摩尔分数)玻璃样品的1 540 nm红外发光和540 nm上转换发光强度呈现相反的变化趋势，讨论了阳离子掺杂对稀土离子周边对称性和电负性变化与荧光行为的内在关系。红外傅里叶透射光谱显示，不同掺杂浓度下样品的最大声子能量没有明显变化，说明光谱随掺杂浓度的变化与玻璃体系的最大声子能量无关。根据Judd-Ofelt理论计算了4I13/2和4S3/2能级的光学参数，通过比较两能级的跃迁几率(A)、寿命(τ)、荧光分支比(β)和受激发射截面(σ)等光学参数，发现4I13/2能级和4S3/2能级的相关参数呈现相反的趋势。最后测试了样品4I13/2能级下1 540 nm的寿命，进一步从电负性角度考虑了样品的发光效率。理论计算和实验结果相符。

以Cs2CO3修饰的Al电极作为反射阴极制备了高效倒置顶发射结构有机电致发光器件(ITOLED)。以八羟基喹啉铝(Alq3)作为发光层、MoO3修饰的Ag为半透明阳极时，器件的开启电压为3.6 V，发光效率和功率效率分别达到9.8 cd/A和3.4 lm/W。研究结果表明，Al/Cs2CO3为反射阴极的器件性能明显高于使用Mg∶Ag(4.2 V,8.6 cd/A,2.85 lm/W)和Al(5 V,5.5 cd/A,1.57 lm/W)作为反射阴极的倒置顶发射OLED器件。单电子器件研究结果证明，以Cs2CO3修饰的Al电极功函数明显低于Mg∶Ag和Al电极，具有更好的电子注入效果。因此，除去微腔效应外，Al/Cs2CO3为反射电极的ITOLED器件性能的提高主要归因于Al/Cs2CO3阴极的有效电子注入。

发光二极管(LED)中载流子的输运及复合决定了其非均匀的内热源强度及分布，而芯片温度又影响载流子的输运及复合，两者具有强烈的耦合关系。本文利用非等温多物理场耦合模型对以蓝宝石、Si及SiC为衬底的 LED芯片的内量子效率、光谱特性及光电转换效率进行了系统研究。结果表明:以SiC为衬底的LED芯片具有最小的效率下垂效应(Efficiency droop)及最高的光谱强度和光电转换效率。这是因为与其他两种衬底的LED芯片相比，以SiC为衬底的LED芯片具有最好的散热性能，因此非均匀温度场对其载流子输运及复合的影响最小，使得活性区中的载流子浓度显著增强，漏电流明显下降。

采用基于计算流体动力学的热学模拟仿真与瞬态热学测试技术分析了OLED的热学特性，研究并讨论了输入功率、面板取向、风速等实际应用变量对OLED面板结温的影响。研究结果表明，OLED的结温与衬底及封装盖表面存在明显的温度梯度，且此温度梯度随输入电流增加大幅增大。OLED的热学特性与面板取向、气流速度密切相关。

提出了一种在第三类边界条件下，根据LED灯瞬态温度场的变化规律，通过对其表面温度的实际数值测定来推算LED灯表面对流换热系数的快速测定方法。基于对流热平衡理论，设计了一种可以在较高表面换热强度条件下进行测试的装置，通过实验测定LED灯上下表面的温度，结合曲线拟合对实测数据进行数理分析，得到较宽范围内的表面对流换热系数。实验结果表明:该测试方法简单、实用，测试时间较短(实验准备与数据测定大约需要30 min)，测试精度较高(数据拟合误差不高于0.2%)，可靠性强，可以用于工程热设计等多种相关发热体表面对流换热系数的测定。

设计了一种由一维衍射光栅和一维光子晶体组成的用于薄膜硅太阳能电池的背反射器，采用勒让德多项式展开法对一维光子晶体和三角形光栅结构进行了参数优化，并对400～1 200 nm入射电磁波的反射率进行了模拟计算。结果表明: 在高反射率的一维光子晶体作用下，利用衍射光栅可以得到大倾角的反射光，有效地延长光子在电池吸收体的传播路径，使其得到充分吸收。衍射光栅加光子晶体结构的背反射器可以大幅提高电池的捕光能力，提高太阳能电池的转化效率。

为了提高852 nm半导体激光器的温度稳定性，理论计算了InGaAlAs、InGaAsP、InGaAs和GaAs量子阱的增益，模拟对比并研究了不同量子阱的增益峰值和峰值波长随温度的漂移。结果显示，采用In0.15Ga0.74-Al0.11As作为852 nm半导体激光器的量子阱可以使器件同时具有较高的增益峰值和良好的温度稳定性。使用金属有机化学气相沉积(MOCVD)外延生长了压应变In0.15Ga0.74Al0.11As单量子阱852 nm半导体激光器，实验测得波长随温度漂移的数值为0.256 nm/K，实验测试结果验证了理论计算结果。

研究了1.06 μm InGaAs/InGaAsP量子阱半导体激光器厘米bar模块的温度特性，测试分析了该模块的输出光功率、阈值电流、转换效率和光谱随注入电流及管芯温度变化的特性。结果表明，器件在15~55 ℃范围内所测的输出光功率由40.7 W降低到29.4 W，阈值电流由9.29 A升高到17.24 A，转换效率由54.22%降低到37.55%，光谱漂移为0.37 nm/℃，特征温度为68.6 K。实验结果表明，为保持器件性能的稳定，在实际应用过程中应该使器件的温度控制在15~25 ℃范围内。

用3只976 nm半导体激光短列阵作为子模块，研制出连续工作的百瓦级高亮度光纤耦合模块。首先，利用光束转换器将每个半导体激光短列阵进行光束整形; 然后采用空间复用技术将3个半导体激光短列阵在光参数积小的方向上叠加，并利用倒置伽利略望远镜作为扩束器进一步压缩发散角; 最后利用优化结构的透镜组将激光聚焦到芯径200 μm，数值孔径为0.22的光纤中。测量结果显示: 聚焦后激光的发散角为24.8°，焦平面的光斑尺寸为175.2 μm; 耦合后测量光纤出光功率可达107 W，对应亮度为2.23 MW/(cm2·sr)，达到了国内利用列阵进行光纤耦合的领先水平; 在工作电流为52.5 A时，电光转换效率为43.1%，远高于全固态等激光器; 最后测量本模块在不同驱动电流时的光谱，并以此计算出模块的热阻为1.29 K/W，说明它的散热性能良好。结果表明，本光纤耦合模块适合应用于泵浦光纤激光器、医疗和激光加工等领域。

提出一种在Matlab/GUI环境下设计的晶体硅太阳电池数值模拟软件，通过光生少数载流子连续性方程建立了单晶硅N+/P/P+结构太阳电池的物理模型。通过引进有效迁移率和有效少子扩散长度概念，并考虑多晶硅中晶界复合后，实现了对单晶硅、柱状多晶硅太阳电池的开路电压、短路电流、填充因子、转化效率、串并联电阻等电池性能的参数指标的数值模拟。程序模拟结果通过数值和图形两种方式输出，模拟结果与实验结果接近，能够为晶体硅太阳电池的设计与制备起到较好的指导作用。本程序对于以N型材料为衬底的晶体硅太阳电池同样适用。

以活性较低的叔丁醇(t-BuOH)和水(H2O)作为氧源，采用MOCVD技术生长了ZnO薄膜。研究发现，t-BuOH作为氧源可以有效地抑制其与锌源之间的气相预反应，比H2O作为氧源进行ZnO薄膜的外延生长具有更高的生长速率，得到的ZnO薄膜晶体质量更优，同时载流子的迁移率可以达到37.0 cm2·V－1·s－1， 表明t-BuOH更适合作为氧源通过MOCVD系统生长ZnO薄膜。

研究了Salen类型的荧光探针N,N′-二(2-羟基-1-萘甲醛)-l,2-苯二胺(NAPPDIH)对Mg2+的选择性响应。荧光和紫外光谱滴定实验显示NAPPDIH与Mg2+能够以1∶1的化学计量比形成配合物。NAPPDIH与Mg2+结合后，溶液的荧光强度显著增强，紫外可见吸收光谱红移，肉眼可观测到溶液的浅黄色迅速加深。与其他金属离子相比，Mg2+显示唯一的荧光增强。此外，在3.0×10-6～5.0×10-5 mol·L-1 范围内，Mg2+的浓度与荧光强度呈良好的线性关系。因此，NAPPDIH可用于Mg2+的快速检测。

提出了一种检测飞机液压油泄漏的方法——荧光法，以美孚磷酸酯液压油为例，实验验证了荧光法检测磷酸酯液压油泄漏的可行性。采用LS-55型荧光分光光度计以及实验室搭建系统对HyJet Ⅴ磷酸酯液压油以及Jet Oil Ⅱ、2197润滑油的荧光特性进行了分析。研究结果表明,可以用不同荧光发射光谱峰值来区分三种油，荧光法检测磷酸酯液压油泄漏是可行的。该技术可实现对飞机液压油泄漏的实时、在线、现场测量。

以常见的有机磷农药对硫磷和甲基对硫磷为对象，采用量子化学半经验方法AM1优化它们的基态构型，然后采用单激发组态相互作用CIS方法将基态构型优化为激发态构型。在此基础上，采用含时密度泛函TD-DTF，在B3LYP/6-31+G(d)水平下，分别计算了它们基态构型的吸收光谱和激发态构型的荧光发射光谱。优化完成后的基态构型经振动分析，均未出现虚频率，说明得到的构型基本合理。比较优化完成后的基态和激发态的构型推测了光谱产生的机理，光谱的理论值与使用英国Edinburgh FLS920P光谱仪测得的实验值基本吻合，说明了推测的合理性。以上研究为农药的光谱检测提供了一定的理论支持。