生物组织光学参数的无创在体测量是近红外光谱学（NIRS）研究的基础课题之一。在已发展的NIRS方案中，时间分辨测量具备优良的同时反演吸收系数和散射系数的能力，而且近年来该技术的性价比显著提高，获得了更多关注，但其针对分层组织的参数反演在准确性、稳定性和反演速度等方面尚存在一定的局限性。为此，本文提出了一种时域蒙特卡罗模型支持的Nelder-Mead单纯形算法，该算法利用双源探距下的时间分辨漫反射光信号，以循环迭代方式设置不同的基向量，经线性变换后无须求导便可启发式搜索目标函数的最优值，从而实现了高信效度的分层光学参数反演。模拟实验与仿体实验均表明：在组织光学参数反演方面，所提算法的精度优于传统算法，而且该算法具有良好的噪声鲁棒性和临床适应性，为生物组织光学参数的在体测量提供了新方法。

馆藏丝绢文物具有极高的历史价值和艺术价值, 但是丝绢材料却极易在展陈照明过程中发生开裂和脆化。 由于红紫外光对于文物照明没有贡献, 因此实现丝绢文物有效照明保护的基础, 是找到评价可见光对于丝绢材料照明损伤度的有效方法。 机械损伤是丝绢文物最主要的光化学损伤形式, 本质上是其内部的分子结构发生了改变, 而常用的色差法和拉曼光谱法均因自身局限性无法有效测取丝绢文物的微观结构。 研究表明红外光谱法适用于测取丝绢文物的微观变化, 且光谱中表征酪氨酸和结晶度的特征信号能够有效反映紫外光对于丝心蛋白结构和性质的影响, 但是两者表征可见光对于丝绢材料照明损伤度的有效性目前仍有待明确。 通过十种窄带光源的辐照实验得到了丝绢文物的光老化样品, 并基于样品的红外光谱分析定义了酪氨酸指数TFTIR和结晶度指数CFTIR两种损伤评价参数。 在使用TFTIR和CFTIR描述可见光对于丝绢样品照明损伤规律的基础上, 进一步分析了两者表征丝绢材料对可见光波长λ和曝光量Q耦合响应的性能。 对Q与TFTIR的相关性分析结果表明: 除595 nm辐照组外（Sig＜0.05）, Q对TFTIR均无显著影响（Sig>0.05）, 说明TFTIR不适合表征丝绢的光照响应度。 对Q与CFTIR的相关性分析结果表明: Q对CFTIR有显著影响（Sig＜0.01）且两者相关性很强（|Pearson|＞0.9）, 说明CFTIR能够有效表征丝绢材料对于Q的响应特性。 对Q与CFTIR的线性回归分析结果表明: 两者虽不适合建立线性回归模型（R2＜0.8）, 但Q对于CFTIR具有解释性（Sig<0.05）; λ对CFTIR的影响有差异但没有突变, 说明CFTIR具有表征丝绢材料对于λ响应特性的潜力。 根据上述分析结论, 使用多项式拟合构建了基于CFTIR的丝绢光照响应度函数f(λ, Q), 拟合评价参数表明该式具有良好的解释性（确定性系数R2>0.8, 误差平方和SSE与均方根误差RMSE均趋于0）。 最终提出了丝绢文物的照明损伤度模型D=∫780380S(λ)f(λ, Q)dλ并选取典型展陈照明光源对其进行了验证, 配对样本T检验的结果（Sig>0.05）表明该模型能够准确计算丝绢文物的照明损伤度。 该研究能够为馆藏丝绢文物的照明损伤评价、 光源损伤判定和照明标准制定提供有效的帮助。

表面增强拉曼散射(SERS)技术具有高灵敏度、 高分辨率、 无损检测及不需要预处理等优点， 已成为一种可以实现定性定量分子检测的有力工具， 使目标分析物信号放大的痕量检测技术， 甚至能够在分子水平上提供丰富的结构信息。 虽然SERS增强机理一直存在争议， 但目前被广泛接受的增强机理包括物理增强(电磁场增强)和化学增强(主要为电荷转移的贡献)。 随着近年来金属、 非金属等诸多材料应用于SERS领域， 诸多学者对于影响SERS基底的增强因素产生广泛兴趣， 对于SERS增强机理的研究具有重要意义。 综述中主要从SERS电磁增强机理、 化学增强机理及两者的协同机理三个方面对SERS增强机理进行阐述， 分析哪些因素影响基底增强效应， 为SERS增强机理的分析提供一些参考。 同时提出不同基底结构在增强机理分析过程中面临的问题: (1)在电磁增强机理中， 单一贵金属基底因其“热点”分布不均匀、 不可控因素导致SERS灵敏度和重复性差等因素， 对SERS电磁增强机理影响效果较大; (2)在化学增强机理中， 单一半导体材料由于价格实惠、 材料性能较稳定、 表面易于改性等优点被广泛应用于SERS基底、 由于增强能力较低等因素、 对SERS化学增强效果不明显; (3)SERS基底不再局限于单一的金属或者非金属材料， 更多是金属-非金属两者的结合， 既能够弥补贵金属的缺点， 也能利用非金属的优点， 通过电磁增强机理和化学增强机理的协同作用有效提高SERS增强能力。 对于SERS增强机理的分析， 有助于制备均一性强、 重复性高的SERS基底， 为SERS基底的制备提供参考。

利用太赫兹时域光谱技术信噪比高、频带宽、入射波光子能量低等特点，以及仪器操作简单、测试速度快等优势，对地学领域中的岩石矿物的成分、结构等参量的表征进行了总结，特别是围绕岩石矿物的光学性质、矿物中水的含量、填料矿物的表征、矿物对太赫兹波的调制等方面进行阐述。为研究岩石矿物的形成条件、矿化过程、矿物应用等内容提供一种新型的分析手段，拓展了太赫兹光谱技术的应用范围。

In this work, on-chip three-dimensional (3D) photonic integrated optical sources based on active fluorescent polymer waveguide microdisks are proposed for light display application. Fluorescent green and red oligomers with high-efficiency photoluminescence are doped into epoxy crosslinking SU-8 polymer as the waveguide gain medium. The microdisk-based on-chip optically pumping light sources are designed and fabricated using the organic functionalized materials by direct UV written process. The promising stacking dual-microdisk structures with double gain layers could provide white signal light source generated perpendicular to the chip, and green signal light source stimulated in the chip. The approach could realize the monolithically on-chip assembled vertical and horizontal bright emitters. The optical pumping threshold power is obtained as 50 mW with continuous-wave (CW) pumping. The average gain coefficient of a white light source is measured by vertical fiber coupling as 112 dB/W, and that of green light source by horizontal fiber coupling as 137 dB/W, respectively. The rising and falling response time of the on-chip optical sources are 60 and 80 µs under modulating pulsed pumping. This technique is very promising for achieving 3D integrated light display application, including photonic circuits and optical information encryption.

研究了两维相干阵激光光束主瓣的远场特性。建立了正方形和正六边形子光源排列的相干阵激光传输的数学物理模型, 通过数值模拟与分析得出: 采用高斯函数来描述相干阵激光光束的远场中心主瓣光强分布误差很小, 可按照单孔径激光器的基模高斯光束传输规律来描述相干阵激光光束的传输规律。在此基础上, 计算了远场中心主瓣能量占比, 计算结果表明, 远场中心主瓣能量占比几乎不受子光源数目的影响; 而随着占空比的增加, 中心主瓣能量占比逐渐增大。当相干阵激光的孔径完全装填时, 正方形排列的激光光束中心主瓣的最高能量占比为79.1%; 而正六边形排列的能量占比值为83.2%。