利用显微镜、扫描电镜和激光拉曼光谱技术对库木吐喇石窟壁画铅颜料进行分析,结果显示棕黑色颜料是二氧化铅和铅丹,橘红色和棕红色颜料是铅丹。采用拉曼光谱检测铅颜料,选择恰当的激光波长和检测功率是获取准确分析结果的关键,较长的激光波长和低的功率能确保铅颜料稳定。研究还发现了石窟壁画颜料铅丹的变色现象。

为了同时对大坝等大型建筑物被测点水平和垂直方向的移位进行监测，提出一种基于几何投影关系的光电检测方法。该方法以透明模板为基底，将计量光栅制作在模板上，模板固定在被测结构上。利用自聚焦准直镜的出射光束反映基准线与模板的相对空间关系。接收镜将载有模板模式信息的返回光束经光缆传输到监测中心，经光电变换、模数转换和信号分析解出被测点的水平和垂直位移量。实验表明：水平位移检测精度可达0．005mm，垂直位移检测精度可达0．1mm。检测点处的传感器无任何电子学元件，对被测点部位恶劣环境有很好的适应能力和抗干扰能力。

建立了一种反射式近场光学显微镜中样品近场光分布特性的模型,应用矢量衍射理论,得到了系统的场方程.在弱波动条件下,采用微扰法对场方程进行了求解,能方便地得到样品表面的各阶近场光反射和透射模复振幅表达式.计算结果表明,一级场分布要比零级场小一个量级,各阶近场信号的强弱完全由面形函数的傅里叶变换决定.通过与零级结果的比较,证明了计算结果的正确性.提供了一种计算样品表面近场分布简便方法,对反射式近场光学显微镜中调制检测技术具有指导意义.

为了研究扫描近场光学显微镜中探针和粗糙样品表面的耦合相互作用,提出了一种光耦合偶极子模型.在该模型中,探针和样品突起都由光极化偶极子表示,在准静态电磁场近似的情况下样品表面的诱导极化效应由影像偶极子表示,应用偶板子辐射理论可以得到系统的自洽场方程.此模型提供了一种直观分析扫描近场光学显微镜中探针和样品相互作用机理的方法.在此基础上,进一步讨论了金属样品的近场成像特点和其特有的局域光学共振现象.数值结果表明:不同于一般的介质样品,金属样品的近场图像与入射光频率直接相关,改变入射光的频率,获得的样品近场图像的形状和对比度都会发生变化.特别是当入射光频率处于样品极化共振范围内时,金属纳米粒子的极化率会出现光极化共振,这样就可以获得样品粒子的最大有效尺寸,为提高系统的分辨率提供了一条重要途径.

介绍一种非探针近场光学显微镜,并对它的图像实现过程及处理方法进行了讨论.该装置以阿达玛变换成像理论为基础,用纳米多孔编码板代替光纤探针获得了较高的光学信噪比.成像研究表明,该装置可对近场衰逝波分量进行有效探测并能实现超衍射极限成像,为近场光学探测研究提供了一种新的思路.

理论上详细分析了长周期光纤光栅谐振波长随外界环境折射率变化而变化的光谱特性，分析结果可较好地解释镀有LB膜(Langmuir-Blodgett thin-film)的长周期光纤光栅的谐振波长与膜厚之间的关系。分析研究表明．通过减小纤芯直径和改变芯与包层折射率差等方法可调整光纤光栅的谐振波长，使其从一般光纤光栅谐振波长所处的近红外区转到可见光区，以利于光纤光栅配套仪器系统的调试并使系统成本降低，从而为长周期光纤光栅传感技术的发展和应用奠定基础。