对稳频半导体激光器的频率进行在线实时监测的需求量和迫切性一直在不断增长。特别是近几年发展起来的连续波激光雷达通常以单频半导体激光器为种子源，并通过相干检测方式获得雷达信号的频率，从而获得目标物的距离信息，这就使得种子光源的频率精度直接与测距精度密切相关，因此，对光源的频率稳定性的表征也提出了新的要求：更关注短期（在相干时间内，亚微秒~数毫秒）的频率变化模式，对长时段内（数分钟~24 h）的绝对频率高精度监测的需求减弱；同时要求频率监测系统具有在线实时监测能力。针对这些需求，基于延时自外差原理，提出了一种表征稳频激光器的频率变化的方法，经过严谨的原理推导和算法编程，使得监测系统不仅结构简单，还实现了在线实时监测功能，并测量了一台利用氰化氢（H¹³C¹⁴N）气体吸收谱线基于边频锁定技术的稳频分布反馈式半导体激光器（DFB-LD）频率变化曲线。测量结果是：在10 ms内稳频激光器的最大频率变化约为25 MHz，并且清楚地观察到激光器的频率变化不是单向的漂移模式。为了进一步验证该方法的精度，采用主流的飞秒光频梳拍频法离线测量了同一台稳频DFB-LD的频率变化，实验结果是：在50 min内频率变化约为30 MHz。两种测量方法的测量结果均在相同的MHz量级，证明了该方法是一个快速可靠的光频率分析手段，可应用于实时调节稳频激光器的伺服回路系统。

针对基础物理化学实验“流动吸附法测定多孔材料比表面积”数据重现性差、实验内容单一和可视化实验现象少的不足，从实验仪器、实验内容和实验现象三方面对原有实验进行了改进。通过改进气体流量控制和显示系统，并设计可自动封闭的吸附仪，显著提高了实验数据的重现性。改进后的装置在实际教学中的试用表明其具有可推广性。在此基础上，结合国家“双碳”战略，拓展实验内容，引入多孔材料的典型应用——CO₂捕集，并增加可视化实验现象，利用指示剂颜色变化判断吸附终点。改进后实验将前沿科技与经典实验结合，体现了科教融合和创新发展的教学理念，使学生了解科技前沿，增强专业认同感，有益于培养创新思维和科研能力。

在火花放电辅助增强激光诱导击穿光谱技术中利用Ag特征谱线的Stark展宽作为指向，对等离子体电子密度进行了准确测量。采用纯银针作为放电电极，以含氢无机盐磷酸二氢钾为样品，根据Hβ线的Stark展宽确定了不同放电条件下的等离子体平均电子密度，并绘制了Ag I 520.91 nm Stark展宽与电子密度相对应的校正曲线。结果表明二者有很好的线性相关性，线性拟合度为0.982。在采用银放电电极的火花放电辅助增强激光诱导击穿光谱技术中，分析不含氢样品时可以利用Ag原子谱线的Stark展宽间接确定等离子体电子密度，为火花放电辅助增强激光诱导击穿光谱技术中进行等离子体电子密度分析提供了新的途径。

针对数字液滴聚合酶链式反应（droplet digital Polymerase Chain Reaction， ddPCR）核酸检测中数字聚合酶链式反应由液滴数量多、尺寸小、排列紧密、荧光强度不均匀而导致的液滴难以计数问题，提出一种图像处理方法，基于灰度遍历法采集图像的信息，通过微分分析法对液滴进行分类和计数，可准确采集ddPCR实验的图像信息。通过卷积算法去除图像中的噪声，使用灰度分布均衡化法增强图像的对比度。以灰度遍历的方式将图像在逐个阈值下二值化，并以几何条件为限制统计液滴数量。通过微分分析法对数据进行分析，得出荧光液滴与全部液滴的计数结果。在以人类gDNA（genomic DNA）为检测样本的ddPCR实验中，该算法的平均检测准确率为99.36%，与商用仪器算法和同类算法相比分别提高了2.24%，2.53%。该方法为ddPCR实验提供了可靠的检测结果，可更好地适用于ddPCR实验。

A modulation classification method in combination with partition-fractal and support-vector machine (SVM) learning methods is proposed to realize no prior recognition of the modulation mode in satellite laser communication systems. The effectiveness and accuracy of this method are verified under nine modulation modes and compared with other learning algorithms. The simulation results show when the signal-to-noise ratio (SNR) of the modulated signal is more than 8 dB, the classifier accuracy based on the proposed method can achieve more than 98%, especially when in binary phase shift keying and quadrature amplitude shift keying modes, and the classifier achieves 100% identification whatever the SNR changes to. In addition, the proposed method has strong scalability to achieve more modulation mode identification in the future.