目前多数水印算法将伪随机数列作为水印，算法设计时多偏重于提高水印隐蔽性和鲁棒性，但忽略了水印自身的安全。本文提出了一种基于量子密钥真随机性的，可进行篡改定位的、面向安全通信的空域水印算法来提高水印的安全性。该算法使用基于BB84协议原理、通过量子密钥分发机制生成的具有真随机性和绝对安全性的量子密钥制备二值图像水印， 并结合首次提出的量子密钥矩阵模型与8-邻域随机定位理念，将量子水印动态随机地嵌入到载体图像中。 传输完成后，接收方可以快速提取水印信息，精确判断水印图像完整性及传输过程安全性，并能够对篡改进行定位。对算法进行了隐蔽性、鲁棒性以及篡改定位测试，结果表明: 提出的算法简单，具有高安全性和隐蔽性，同时兼顾鲁棒性，篡改定位精度达3 pixel×3 pixel， 可以广泛应用于数字图像的安全传输中。

甲烷是一种无色、 无味、 易燃、 易爆的气体, 不仅造成煤矿作业的重大安全隐患, 而且又是温室效应的重要气体之一, 对于甲烷气体的监测具有极其重要的意义。 采用混合可调谐二极管激光吸收光谱(TDLAS)与波长调制光谱(WMS)的检测技术, 利用甲烷的2v3(第二泛频带)带R(3)支带吸收谱线, 设计并研制出痕量甲烷气体检测仪。 通过调谐系数-0.591 cm-1·K-1, 采用改变DFB激光器工作温度的方式来获得甲烷在1.654 μm处的最佳吸收谱线。 待DFB激光器激射中心谱线选择后, 通过调节其注入电流幅值来获得合适的发光强度。 同时, 结合频率调制技术将待测信号频率移至高频区, 减小1/f噪声。 在光学结构方面, 采用有效光程为76 m的herriott气室, 确保对痕量甲烷气体进行检测。 利用该痕量甲烷气体检测仪, 在被测气体浓度为50～5 000 μmol·mol-1的范围内, 对二次谐波信号进行了提取, 并利用最小均方误差准则分别对气体浓度、 信噪比的关系、 谐波峰值信号与气体浓度的关系进行了线性拟合, 最低检测限达到了1.4 μmol·mol-1。 实验表明, 谐波波形对称性良好, 未观察到强度调制现象, 消除强度调制等因素对谐波检测的影响。