基于量子光学和Kolmogorov海洋湍流谱理论，建立了双量子比特路径纠缠态在海洋湍流中传输的数学模型，得到了其纠缠退化的解析表达式。利用共生纠缠度度量方法，进一步数值分析了双量子比特路径纠缠态在海洋湍流中的纠缠退化问题。结果表明：双量子比特路径纠缠态在海洋湍流中传输时，其纠缠退化程度与制备该纠缠态的实验装置密切相关。空间距离分布较小的双量子比特路径纠缠态在海洋湍流中传输时纠缠保真度较高。通过数值计算进一步定量分析了多种海洋湍流因素及传输距离对纠缠态退相干问题，得出了双量子比特路径纠缠态在均方温度耗散率较低且动能耗散率较大的海洋湍流中传输时纠缠保真度较高。研究结果对基于光子纠缠态的远距离水下量子通信具有参考意义。

柑橘是世界第一大水果。 不同产地的柑橘内部品质和价格有所不同, 但其外观差别较小, 外行人较难通过肉眼实现准确鉴别分析。 DNA标记法与仪器分析操作复杂、 成本较高, 且对样品具有破坏性, 无法实现快速无损分析, 影响了产品的二次销售。 近红外光谱技术是一种快速无损的新型检测手段, 可以用于不同产地农产品的鉴别分析。 由于柑橘皮对光谱的干扰较大, 导致现阶段柑橘产地无损鉴别研究匮乏。 此外柑橘体积较大, 因此需要对光谱采样点进行优化。 为此, 基于近红外光谱技术与化学计量学方法, 提出了一种用于不同产地柑橘无损鉴别的新方法。 使用近红外光谱仪得到了120个来自云南、 湖南、 广西武鸣、 广西来宾的沃柑漫反射光谱数据。 采用单一和组合光谱预处理方式以消除光谱中的多种干扰; 采用主成分分析方法对数据进行降维处理, 并以此作为输入值结合Fisher线性判别分析方法构建柑橘产地鉴别模型, 并与主成分分析模型进行对比。 此外, 考察了不同光谱采样位置(赤道线4个采集点、 果梗部以及果顶部)对结果的影响。 结果表明: 主成分分析方法结合优化光谱预处理的方法不能实现不同产地柑橘的准确鉴别分析, 最优鉴别率仅为5%; 而采用主成分分析-Fisher线性判别分析方法, 利用赤道线4个点的平均光谱结合去偏置校正或多元散射校正预处理方法可实现不同产地柑橘的100%鉴别分析; 采用主成分分析-Fisher线性判别分析对6个点的平均光谱数据进行处理时, 采用原始光谱便可实现不同产地柑橘的100%鉴别分析。 为此, 通过对光谱预处理方法以及光谱采集点的优化, 利用主成分分析-Fisher线性判别分析方法即可建立准确的柑橘产地鉴别模型, 为不同产地柑橘的快速鉴别提供了新途径, 为后续各种柑橘类水果的鉴别分析提供了参考。

随着纳米光子学的发展，光学结构如光学微腔、波导结构、光子晶体、亚波长光栅、超构表面等能够在微纳尺度实现对光的传输与调控，推动了光学集成化的发展。亚波长光栅由于其结构简单、成本低廉等特点得到了科学家们广泛的研究，应用在各种光学器件，逐渐形成了光栅分析模型的成熟理论体系。结合周期性结构耦合行为及超构表面中超构原子的散射调制特性，从亚波长光栅衍生出的超构光栅能够利用周期性布拉格散射提高调控光束的效率，从而避免了超构表面相位离散化带来的效率降低和能量损失。科学家们研究并设计了超构光栅，更多的物理现象及应用被探究和挖掘。文中对亚波长光栅以及超构光栅的基本理论、设计和应用进行了概述。从基本原理出发，论述了亚波长光栅和超构光栅的特性，综述了二者的理论设计及单元设计方法，并介绍了在生物传感、滤光片光谱调控和吸收薄膜等方面的应用。最后，展望了未来的发展方向。

基于惠更斯-菲涅尔原理和鬼成像理论，研究了反射式无透镜鬼成像在Kolmogorov海洋湍流中目标成像问题，得到了成像脉冲响应函数和可见度理论表达式。结果表明随着目标随机反射角的增大，关联重构的图像质量将会失真退化.为进一步分析海洋湍流对目标图像质量的影响，数值模拟了不同探测距离、不同海洋湍流情况下鬼成像的可见度，得到了海洋湍流作用下的鬼成像目标探测规律.该研究对远距离自适应水下鬼成像大规模应用具有重要的理论指导意义.