傅里叶变换红外光谱（FTIR）技术已被广泛用于监测环境大气中的温室气体和痕量污染气体。本课题组基于便携式傅里叶变换红外光谱仪（EM27/SUN）收集的近红外太阳吸收光谱，利用非线性最小二乘拟合光谱反演算法，反演了深圳市沿海大气水汽及其稳定同位素HDO的柱浓度，并计算了水汽同位素比值δD以及水汽蒸散同位素δDET。在2023年2月27日到3月11日观测期间，干空气柱平均摩尔混合比XH2O的平均值为3226.11 mg/kg，标准偏差为27.42 mg/kg，ln(XH2O）与大气地表温度高度相关，相关系数为0.94。观测期间，水汽同位素比δD在-122.52‰和-16.54‰之间变化。利用Rayleigh蒸馏模型理解δD与水汽柱浓度之间的关系，结果发现ln（δD×1000+1）与ln（XH2O）之间有着显著的相关性（R=0.74），表明该地区大气水汽稳定同位素变化与水汽系数变化有着较大的相关性。最后，利用Keeling比值分析方法进行分析，结果显示，大气水汽蒸散同位素特征δDET在（-289.92±8.89）‰和（21.79±7.19）‰之间变化。便携式FTIR光谱仪及其测量方法能够被用于准确观测大气水汽及其稳定同位素的时间变化，为海边大气水循环研究提供了基础数据。

为了权衡5G 异构超密度网络(Heterogeneous Ultra-Dense Networks，HUDN)中系统吞吐量最大化与覆盖优化间的冲突，提出基于功率控制的吞吐量和覆盖的联合优化(CJTC)算法。首先，推导系统吞吐量最大化的目标函数，再通过凸优等式转换，求解实现吞吐量最大化的基站发射功率；然后，推导切换失败率最小化的覆盖优化的目标函数，再利用扩展技术，并通过迭代联合求解最优的基站发射功率。仿真结果表明，提出的CJTC 算法的吞吐量和覆盖方面的性能优于同类算法。

为了研究量子关联测量和Hong-Ou-Mandel干涉测量在激光雷达探测上的潜在应用, 采用基于色散位移光纤制备关联双光子源的方法和全同光子的Hong-Ou-Mandel干涉原理, 搭建了关联双光子产生平台和Hong-Ou-Mandel干涉平台, 进行了理论分析和实验检测。结果表明, 制备出的关联双光子源, 其双光子产生率最高约8kHz, 符合/偶然符合计数比最大值约为15, 验证了双光子源的量子关联特性; 测试了两路弱相干-单光子源的Hong-Ou-Mandel干涉, 干涉可见度为0.41±0.01, 若将一路光子信号作为激光雷达的回波信号, Hong-Ou-Mandel干涉测量可以将激光雷达的时间测量精度提升到0.95ps±0.03ps, 对应空间分辨率为284.06μm±9.94μm。相关实验结果为后续研究不同体制的量子光学-激光雷达技术奠定了基础。

皮肤胆固醇含量可以作为评价动脉粥样硬化的重要指标之一,现有的皮肤胆固醇含量检测主要基于实验室活检进行,缺少快速无创的检测技术和装备。针对以皮肤胆固醇含量为评价指标的动脉粥样硬化的早期快速筛查需求,本文提出了基于荧光光谱法的皮肤胆固醇快速无创检测方法,研发了一种皮肤胆固醇无创检测系统。为了提高测量的准确性和稳定性,该系统对温度引起的检测试剂荧光效率的波动进行了修正。本文结合气相色谱法对测量结果的准确性进行了验证,并通过检测正常人群和动脉粥样硬化高风险人群的皮肤胆固醇含量,明确了该系统的临床应用价值。本文的研究结果表明,462~520 nm波段内的平均荧光强度与温度的相关系数为-0.995(p<0.0001),可据此建立温度校准曲线对由温度差异引起的荧光波动进行修正。校正后,系统测量的皮肤胆固醇含量与气相色谱测量值的相关性显著,相关系数为0.905(p<0.0001)。在动脉粥样硬化高风险人群的筛查实验中,动脉粥样硬化高风险人群和正常人群的皮肤胆固醇检测结果具有显著差异(P=0.0004)。与现有技术相比,基于荧光光谱法的皮肤胆固醇检测技术具有测量快速无创等优势,为大规模开展动脉粥样硬化的早期风险筛查提供了先进技术手段。

仿刺参富含多种活性物质, 具有极高的药用价值和经济价值, 是水产行业不可或缺的养殖资源。 不同产地的地理环境与营养结构存在显著差异, 所以仿刺参的生长周期与养殖成本相差巨大。 消费者在购买仿刺参时, 会将产地信息作为选择的首要因素, 因为仿刺参的产地直接反映了食品具有的营养价值。 不同产地仿刺参的价格差距悬殊, 面对利益的诱惑, 产地欺诈事件屡禁不止。 因此, 研究一种准确率高、 稳定性好具有优秀泛化能力的仿刺参产地信息认证方法, 能够有效维护品牌产地从业者与消费者的切身利益。 氨基酸是仿刺参营养富集的主要物质, 通过氨基酸特征能够分析出摄食初级生产者的组成, 可以作为产地信息认证的有效工具。 气相色谱-质谱分析(GC-MS)技术能够产生独特的化学指纹图谱用于产地信息鉴别。 对9个产地的156个仿刺参样品, 进行酸水解、 衍生化和酯化等操作, 通过GC-MS测定出氨基酸含量与氨基酸碳稳定同位素数据。 进行置信水平为95%的图基检验, 并利用箱型图检查数据分布, 筛选出13种氨基酸含量和10种氨基酸碳稳定同位素数据。 主成分分析能够在降低数据维度的同时, 挖掘出有价值的信息, 聚集产地识别特性, 提高运算速度与认证精度。 通过交叉验证, 选取前5个主成分作为氨基酸含量和氨基酸碳稳定同位素模型的输入, 累计贡献率分别为98.727%与95.982%。 为了充分挖掘出隐藏在氨基酸数据背后的价值, 选取了8个家族的12个机器学习方法, 共构建出24个单体分类器, 根据数据自身特征找到最优的认证方法。 应用基于遗传交叉因子改进的粒子群优化算法进行模型参数的优化, 得到性能最佳的单体分类器。 结果表明, 氨基酸碳稳定同位素数据具有更优的产地认证特性, 高斯径向基为核的支持向量机与K邻近算法为最佳的两个分类方法。 最后利用集成学习汇集单体分类器的优势, 构建了一种融合多源数据处理方法的仿刺参产地信息认证方法, 模型的平均准确率为99.67%。 建立了仿刺参产地信息认证系统, 为主管机关监管与消费者维权提供了简单可行的手段, 能够有效监管与防止仿刺参产地欺诈事件的发生, 保障了水产养殖行业的稳健发展。

建立液液萃取-石墨炉原子吸收法测定生物样品中Cu(Ⅰ)方法。 200 μL血清及细胞匀浆、 细胞膜液等样本与200 μL 30%三氯乙酸混匀后, 离心去蛋白, 取上清液400与1 500 μLpH为12.5的甘氨酸-NaOH-缓冲溶液混至pH约为9, 加入含1 000 μL 0.05% 2,2′-联喹啉的正戊醇溶液, 旋涡振荡1 min, 静置分层后取有机层500 μL置于2 mL特氟隆消化管, 于95 ℃烘箱烘6 h挥发有机溶剂, 冷却至室温后分别加入200 μL硝酸和双氧水, 80 ℃水浴消化, 室温加入600 μL 1%硝酸后用石墨炉原子吸收法, 测定的结果为Cu(Ⅰ)含量。 另取100 μL血清（200 μL细胞匀浆、 细胞膜液）置于2 mL特氟隆消化管, 于80 ℃烘箱烘5 h至样品干燥, 冷却至室温分别加入200 μL硝酸和双氧水, 80 ℃水浴消化后, 室温用1%硝酸稀释成1 000 μL, 用石墨炉原子吸收法测定总铜含量。 方法检测限： 0.04 μg·L-1, 相对偏差＜5%。 回收率： 95%～102%。 用此法检测了一些无机样品和生物样品。 测定的结果表明, 宫颈癌患者血清Cu(Ⅰ)比正常人要高, 总铜含量差别不大。 一些无机样品如自来水、 农夫山泉水、 尿液含Cu(Ⅱ)离子不含Cu(Ⅰ)离子, 而生物样品如肝细胞及肝细胞膜含有Cu(Ⅰ)离子不含Cu(Ⅱ)离子。 本法可以在混有Cu(Ⅱ)离子的情况下测定Cu(Ⅰ)离子, 且10倍Cu(Ⅱ)离子浓度存在下测定痕量Cu(Ⅰ)离子无干扰。

为了研究基于近红外纳秒脉冲激光的高反射率金属薄膜的加工可行性以及加工效果, 采用纳秒脉冲激光对高反射率铝膜进行激光加工, 分别测量了在不同激光光斑尺寸和不同激光能量的条件下, 铝膜表面所发生的烧蚀形态变化。结果表明, 即使铝膜表面反射率高达96%, 依然能对铝膜进行激光加工; 使用较高功率激光对铝膜表面进行离焦加工(能量密度约小于1000J/mm2)的烧蚀图样比使用较低功率激光对铝膜表面进行对焦加工(能量密度约大于2000J/mm2)的烧蚀图样更加规则。相关实验结果对激光加工高反射率材料时激光参量的选择可起到一定的指导作用。