为解决LED显示屏在低灰度条件下出现图像亮度损失、灰阶跳变等问题, 提出一种运用抖动矩阵的LED显示屏低灰度图像增强处理算法。首先, 根据LED显示原理和传统抖动算法图像增强原理, 提出LED显示屏“小数灰度级”的概念, 接着根据测试等相关手段获得使各像素点显示效果增强的“小数灰度级”数据, 运用抖动矩阵在4帧图像中按照“误差最小原则”实现其相应的“小数灰度级”。然后, 采用亚像素抖动技术进一步降低了画面抖动给人眼带来的闪烁感。最后, 用Matlab软件对算法进行对比仿真, 验证了算法的可行性与有效性。实验结果表明, 该算法对LED显示屏低灰度级灰阶过渡不均匀现象有明显的改善效果, 将灰度级10以下的灰度显示能力提升为原来的4倍, 同时将LED显示屏的最小可控灰度级亮度变为原来的15%~25%, 提升了LED显示屏的对比度。

选用密度泛函理论中的B3LYP杂化泛函, 在B3LYP/6-31++g(d,p)(C, H, N, S)水平下, 优化了2-巯基-5-硝基苯并咪唑分子(MNBMZ)的结构, 优化结果表明, 2-巯基-5-硝基苯并咪唑分子是一个近平面结构。 通过频率计算, 获得了2-巯基-5-硝基苯并咪唑分子(MNBMZ)的拉曼光谱, 并和实验获得的拉曼光谱图进行了对比, 200～800 cm-1波数段实验获得的拉曼谱带波数和理论计算波数相比, 有一定程度的蓝移, 800～1 800 cm-1波数段实验获得的拉曼谱带波数和理论计算波数相比, 发生了一定的红移。 对实验和理论计算光谱主要振动峰进行线性回归拟合, 相关系数r=0.998, 标准偏差14.98。 实验和理论计算获得的拉曼光谱图基本上是一致的, 表明本文选取的DFT理论计算方法是可靠的。 结合VEDA4软件对2-巯基-5-硝基苯并咪唑分子的拉曼谱带简正振动模式进行了指认。 此外, 分析并讨论了2-巯基-5-硝基苯并咪唑分子(MNBMZ)前线轨道及HOMO, LUMO轨道的组成, HOMO和LUMO轨道能级差为3.31 eV, 电子有从HOMO跃迁到LUMO的趋势。 HOMO轨道中S原子的贡献是52.53%, LUMO轨道中硝基N和O原子的贡献分别为23.03%, 19.97%和19.36%。 采用含时密度泛函理论(time dependent density functional theory, TDDFT)对2-巯基-5-硝基苯并咪唑分子(MNBMZ)的激发态进行了计算分析, 计算结果表明甲醇溶剂中2-巯基-5-硝基苯并咪唑分子(MNBMZ)理论计算的吸收波长为213, 281和437 nm; 实验获得的吸收波长223, 272和353 nm。 对研究2-巯基-5-硝基苯并咪唑分子的性质, 提供了理论基础。

四丁基溴化铵（TBAB）半笼型水合物在二氧化碳（CO2）捕集和封存技术中具有巨大的发展与应用潜力。 由于晶体结构的复杂性, TBAB半笼型水合物的动力学过程尚未得到充分的研究。 为了解TBAB半笼型水合物在储气方面的动力学特性, 实验采用原位激光拉曼技术和多晶粉末X射线衍射仪（PXRD）对nCO2·TBAB·26H2O和nCO2·TBAB·38H2O水合物的光谱特征进行了鉴别与分析, 利用原位激光拉曼技术考察了CO2分子分别进入2种晶体结构的动力学过程。 研究结果表明, 2种晶体结构的拉曼光谱具有较高的相似性, 值得注意的是nCO2·TBAB·26H2O中位于1 3095和1 3269 cm-1的拉曼峰为TBA+阳离子中C—C键的变形振动峰, 在nCO2·TBAB·38H2O水合物中峰基本不发生改变, 但半峰宽降低, 峰形也变得相对清晰; 同时, nCO2·TBAB·26H2O中位于1 4466和1 458 cm-1的拉曼峰为TBA+阳离子中C—H键的剪切振动峰, 在nCO2·TBAB·38H2O水合物中分别向左、 右两边发生了位移, 峰形的重叠度也随之下降。 依据上述2处拉曼光谱特征可以对2种晶体结构进行辨别。 通过PXRD图谱可以发现2种晶体结构的衍射图谱存在着比较明显的差距。 nCO2·TBAB·26H2O晶体属于四方晶系, 空间群(P4/m), 而nCO2·TBAB·38H2O属于正交晶系, 空间群(Pmma)。 图谱中2θ=8406°和10941°分别为nCO2·TBAB·38H2O的(200)和(220)晶面的特征峰, 而2θ=5976°和6969°分别为nCO2·TBAB·26H2O的(012)和(003)晶面特征峰, 可以用来判别样品中水合物的晶体结构。 在原位拉曼测量过程中, nCO2·TBAB·26H2O和nCO2·TBAB·38H2O分别在已经合成好的TBAB·26H2O和TBAB·38H2O水合物表面形成。 在276 K, 2 MPa条件下, 气相中的CO2分子分别进入2种晶体结构中用于储气的512笼形结构, 在1 2754和1 3793 cm-1处形成特征峰并逐渐增长。 实验以2种TBAB水合物位于1 1103 cm-1的拉曼峰作为参考, 比较了CO2在水合物中的增长速率。 研究发现在反应初期的75 min内CO2在2种水合物中的含量基本保持线性增长且上升速率的差别不大。 由于测量点位于水合物表面, 受气体在水合物中扩散的阻力较小同时2种TBAB水合物均采用512笼形结构储气导致了储气速率相近。 以上的微观晶体结构研究结果对TBAB水合物法捕集和封存CO2技术应用具有重要的意义。

基于大气气溶胶在空间的不均匀分布, 提出并利用激光在大气气溶胶中的斜程传输模型开展卫星激光测距在气溶胶中探测性能的研究, 即将气溶胶的分布分为水平及垂直方向, 在垂直方向将其分为无穷多层, 令每层气溶胶的水平方向浓度分布均匀, 结合气溶胶粒子的散射截面、尺度分布函数, 计算激光在每层气溶胶中的透过率, 最后进行积分得到激光的大气传输透过率.结果表明, 与Kim经验公式及Mie理论模型相比, 由斜程传输模型计算得到的激光气溶胶透过率更接近实验值, 其平均相对误差降低了一个数量级, 仅为3.5%, 表明该模型可准确地计算激光在气溶胶中的传输特性.结合激光雷达公式, 利用该模型对气溶胶中不同轨道高度卫星探测成功率进行数值模拟仿真, 发现在轻霾环境中低轨卫星的探测成功率可达40%以上, 高轨卫星的探测成功率仅为15%, 可利用高效率探测器与高能量激光器实现轻霾环境下的卫星激光测距.研究结果能合理解释已有的实验报道并有效地预估卫星激光测距系统探测性能, 为系统的升级改造提供可靠的理论依据和技术保障.

以表面增强拉曼光谱(SERS)方法对2-巯基苯并咪唑(2-MBI)进行了研究, 以自组装在玻璃基片上的银纳米膜作为SERS增强基底, 采集了2-MBI的SERS光谱图, 并对其拉曼特征峰进行了指认。 研究了吸附时间和分子浓度对拉曼光谱的影响, 以411 cm-1拉曼谱峰为定性和定量分析的特征峰。 在10-6～10-3 mol·L-1浓度范围内拉曼光谱强度与2-MBI浓度的负对数呈现较好的线性关系, 线性方程为I=1 2378logc+8 3263, 线性相关系数为0999 8, 相对标准偏差在0025～0084之间, 此方法检测2-MBI的检测限为10-7 mol·L-1。 这些研究为发展新的针对2-MBI的检测方法奠定了基础。

反式乙烯基联吡啶具有极好的拉曼散射信号, 经常用做探针分子。 利用密度泛函理论（DFT）理论, 采用BP86, BPw91和B3LYP等方法, Ag原子使用赝式基组, H, C, N等原子使用6-31++G(d,p)基组, 计算了反式乙烯基联吡啶与银配合物（t-BPE-Ag）的Raman光谱, 并且利用势能分布（PED）计算结果对t-BPE分子Raman光谱和SERS谱进行了详细的归属, DFT理论得到结果说明根据DFT理论计算t-BPE-Ag配合物得到的Raman光谱与实验SERS谱基本一致, 并且键连Ag原子越多, 与实验值会更接近, t-BPE-Ag配合物HOMO与LUMO的能级差估计在449～912 nm范围内。

为了进一步提高接触式电容压力传感器的性能，设计了一种高性能双凹槽结构的接触式电容压力传感器，并对该传感器在高温环境中的总体性能进行了分析。推导了热传导和热弹性理论，并对影响传感器热分析的各个因素与温度的依赖关系进行了描述；在整个分析过程中，使用ANSYS软件并结合有限元方法对全尺寸传感器的热效应进行模拟。结果表明，在接触工作状态双凹槽接触式电容压力传感器的温度对输入(压力)-输出(电容)特性的影响是线性的，且线性范围内初始压力随温度的升高而降低；当温度载荷为550 K时，双凹槽结构的灵敏度为1.21×10-6 pF/Pa，比传统单凹槽的0.8×10-6 pF/Pa高出50%，表明该压力传感器有着非常优异的高温特性。