小麦是人类主要食物来源之一, 广泛分布于世界各地。赤霉病是小麦的主要病害, 目前赤霉病的检测技术无法实现小麦快速、无损的在线检测。为了研究短波红外成像光谱技术应用于小麦赤霉病检测的可行性, 基于LabVIEW开发专用于样品检测的数据采集系统, 利用短波红外光谱仪获取样本光谱图像并进行数据分析与处理。实验数据表明: 赤霉病小麦种子与健康小麦种子的短波红外光谱图像在1350~1600nm光谱范围内谱线数据特征差异明显, 证明短波红外成像光谱技术应用于小麦赤霉病的检测具有一定的推广应用性。

探讨阈值分割算法,把其应用于痕量微生物图像的处理。基于阈值算法提出了适合痕量微生物图像的目标信号提取方法。对阈值分割算法进行分析, 对比传统阈值方法和提出的改进阈值算法的实际图像处理效果。传统阈值算法可实现对图像中微生物信号的提取, 但存在一定失真。基于阈值分割方法的改进算法具有抑制噪声信号, 及区分背景与目标的能力, 可高效实现微生物信号的提取。所成微生物分布二值图像具有轮廓清晰、易于观察的特点。

采用远心离轴三反成像系统的空间遥感仪器前有光束限制装置时，要求系统具有实入瞳与之匹配。为了满足这一需要，研究了孔径光阑位于主镜前与系统物方焦平面重合的离轴三反系统的设计问题，推导了主镜和三镜共面时离轴三反系统结构参数计算式及物方焦点与主镜间隔表达式，确定了实现系统物方焦点为实焦点的条件及其解法。据此，针对光谱范围为1.0～2.5 μm、F数为4、有效焦距为360 mm、视场为5°的设计要求，设计出整个波段全视场像质接近衍射极限的具有实入瞳的远心离轴三反系统，系统非球面最高次数为4次。设计结果表明，这种设计方法可用于实入瞳远心离轴三反成像系统的设计。

为了满足宽视场成像光谱仪发展的需求，研究了远心、宽视场和大相对孔径的离轴三反系统的光学设计问题，推导出平像场远心三反系统初始结构尺寸参数和三级像差表达式。针对光谱范围0.4～2.5 μm、F数为4、有效焦距720 mm和视场10°的设计要求，采用视场角离轴的方法，设计出次镜为凸球面镜、主镜和三镜共面且都为凹二次曲面镜以及三个反射镜共轴的平像场远心离轴三反成像系统。设计结果表明，该系统在整个波段和全视场内像质接近衍射极限。

为了探究艾灸前后经络与非经络组织之间光学特性差异，采用自制高灵敏度光传输检测装置，在体研究了艾灸内关穴前后手厥阴心包经的光传输特性，以及艾灸内关穴附近1 cm处的非穴位点前后非经络组织的光传输特性。结果发现艾灸后手厥阴心包经与其周边非经络组织上的光传输效率都明显降低，但手厥阴心包经上的光传输效率衰减更显著(P<0.05)。实验研究表明手厥阴心包经及其周边的非经络组织在光传输特性上存在差异，并且手厥阴心包经对艾灸的刺激作用更敏感，可以为经络的特性研究及艾灸的临床应用提供有益的数据参考。

设计了一套无损检测光波沿人体经络传输特性的自动测量系统，测量808 nm光波沿人体经络及其周边非经络组织的漫射光强度，分析不同的激光输出功率对组织相对衰减率的影响.运用生物组织中光子传输理论的近似漫射法对实验结果进行分析，发现经络与周边非经络组织之间的光传输特性存在差异，这种差异性具有明显的医学统计意义(P<0.05).另外，还发现手厥阴心包经上的平均相对衰减因子比足太阴脾经小，可以得知，它们的光学特性参数存在差异.研究表明激光输出功率对组织的相对衰减率没有影响，证明了相对衰减率是由组织的光学特性决定的.

A novel fiber Bragg grating (FBG) based chemical sensor using hydrogel, a swellable polymer, as sensitive element is demonstrated. The sensing mechanism relies on the shift of Bragg wavelength due to the stress resulted from volume change of sensitive swellable hydrogel responding to the change of external environment. A polyacrylamide hydrogel fiber grating chemical sensor is made, and the experiments on its sensitivity to the salinity are performed. The sensitivity is low due to the less stress from the shrinking or swelling of hydrogels. Reducing the cross diameter of the grating through etching with hydrofluoric acid can greatly improve the sensitivity of the sensor.