随着水下无线通信的发展，关于海洋环境量子通信的研究也逐渐成为热点。其中，研究海洋气泡对光量子在水下传输的影响具有重要意义。为了研究海洋气泡对水下量子通信信道性能的影响，根据海洋气泡的粒径分布模型，研究了气泡的散射特性，并根据气泡的消光系数，分析了不同条件参数对链路衰减、纠缠度、信道容量以及信道误码率的影响，并进行了仿真实验。结果表明：气泡浓度和传输距离的增大，使链路衰减和误码率增加，对于幅值阻尼信道、退极化信道和比特翻转信道，其信道容量均有所减小；随着气泡半径的增大、深度的减小，信道纠缠度降低。由此可见，海洋气泡对量子通信性能的影响不可忽略，在实际应用中为了保障水下量子通信的传输效率，应适当调节水下量子通信相关参数，减小海洋气泡环境对通信系统的影响。

为了研究海洋非色素团聚颗粒对水下量子通信性能的影响，基于Mie散射理论和Gordon模型，分析了非色素团聚颗粒的散射与吸收特性。针对不同波长的光信号，建立了海洋非色素团聚颗粒质量浓度与链路衰减、量子安全密钥产生率、信道建立速率、幅值阻尼信道容量之间的关系模型并进行了仿真。结果表明，当采用波长为580 nm的光信号进行水下量子通信、传输距离为2 km、海洋非色素团聚颗粒的质量浓度为1.2 mg/L时，对应的链路衰减、量子安全密钥产生率和幅值阻尼信道容量分别为1.659、8.295×10^-5和0.486；保真度为0.899时，量子信道建立速率为58.2 pair/s。该仿真结果可为海洋环境中量子通信系统的设计与优化提供参考依据。

为研究海冰对水下量子通信信道性能的影响，基于海冰在不同的密度、盐度下的吸收与散射特性，建立了海冰参数与消光系数之间的关系、光量子信号衰减模型；根据海冰在不同密度、盐度下的消光特性，分别建立海冰参数与信道利用率、量子密钥分配系统误码率、系统成码率之间的关系并进行数据仿真。理论分析与仿真结果可为海冰环境下的水下量子通信设计提供参考。

为了研究黑碳与非吸收性气溶胶的不同混合方式对量子信道参数的影响,根据黑碳与硫酸盐、有机碳气溶胶在Core-shell和Maxwell-Garnett两种混合模型下的消光系数,建立信道衰减模型并进行仿真分析,研究混合气溶胶粒子中黑碳体积分数和信道关联因子与双泡利信道、关联比特翻转信道参数的数据关系,分析黑碳体积分数与量子信号传输距离对密钥安全传输率的影响并进行数据仿真。仿真结果表明:在两种混合状态下,随着黑碳体积分数的增加,光量子能量的衰减均呈现逐渐增大的趋势,而量子安全密钥产生率则随着黑碳体积分数的增大而逐渐减小;在不同内容和模型下,信道关联因子的增大对信道隐形传态保真度有着积极的影响,而黑碳体积分数的增大则会降低信道隐形传态的保真度。

为了研究黑碳气溶胶对星地量子通信性能及传输质量的影响,根据黑碳气溶胶的复折射率及米氏散射理论得到其消光效率因子,分析了黑碳气溶胶粒子数浓度对量子通信链路衰减、信道容量、信道生存函数以及信道误码率的影响,并进行了仿真实验。结果表明,当传输距离为2 km,黑碳气溶胶粒子数浓度由1.2×10 ⁷ m ^-3增加至3.6×10 ⁷ m ^-3时,链路衰减由0.5079 dB增加至1.524 dB,误码率由0.006增加至0.0101,幅值阻尼信道与退极化信道的信道容量、信道生存函数也呈现出不同程度的衰减,而幅值阻尼信道的衰减更加明显。因此,黑碳气溶胶对星地量子链路通信的性能有显著影响。为了保证量子通信顺利进行并提高传输系统的可靠性,应适当调整相关策略及参数,减小黑碳气溶胶对量子通信链路的影响。

海洋气溶胶是大气气溶胶的重要组成部分之一,为了研究海洋气溶胶对量子通信的影响,根据海洋气溶胶粒子的尺度谱分布以及消光系数,分析海洋气溶胶粒子浓度和传输距离与链路衰减之间的定量关系,研究粒子浓度、传输距离与信道容量、信道保真度及信道误码率之间的关系并进行仿真模拟。仿真结果表明,当传输距离为8 km,海洋气溶胶粒子浓度分别为300/m 3和500/m 3时,对应的链路衰减、信道容量和信道误码率分别为0.407 dB/km和0.679 dB/km、0.423 bit/s和0.349 bit/s、0.027和0.092,当海洋气溶胶粒子浓度为500/m 3,传输距离分别为5 km和7 km时,对应的信道保真度分别为0.911和0.849。结果表明海洋气溶胶对自由空间量子通信的各项性能均有不同程度的影响。因此,当实际进行量子通信时,应根据海洋气溶胶粒子的浓度来调整各项性能参数以保证通信正常进行。

由于光学衍射效应，常规光学显微技术的分辨率无法满足100 nm以下形状和结构特征检测的需求。为了在二维单分子层石墨烯检测中用光学显微，弥补非光学检测技术如扫描隧道显微镜(STM)和原子力显微镜(AFM)等固有的过小的视场、过长的检测时间和过高的费用等诸多不足之处，报道了一种新的宽场偏振参数模式化非直观超显微成像(PIMI)方法。该方法通过在传统光学显微光路中增设偏振模式化装置，精确地调制入射光波的偏振状态，利用光波与物质的耦合作用变化和携带近场物质结构信息的远场光场变化，通过分析不同偏振条件下所得图像变化，反演计算得到近场光波参数图像和物质结构特征，实现对物质结构和形貌的50 nm级光学超分辨。利用该方法，通过针对石墨烯而开展的一系列对比验证实验，初步实现了对其颗粒边界、层厚、褶皱的分辨，在二维平面内实现了光学超显微分辨。

研究了聚丙烯(PP)及含有受阻酚类抗氧剂和受阻胺类光稳定剂复合体系的PP复合物经过γ-射线辐照后发生的结构变化及抗老化剂所起作用。 实验利用红外光谱(FTIR)和示差扫描量热法(DSC)对PP的结构变化进行了系统表征。 研究结果表明, 当辐照剂量较小(＜50 kGy)时, 纯PP及其复合物体系均未发生明显降解； 当辐照剂量较大(≥50 kGy)时, PP及其复合物的羰基指数迅速提高, 二者的结晶温度和熔融温度大幅度降低, 说明PP发生了严重降解。 在相同γ-射线辐照剂量条件下(≥50 kGy), PP复合物的羰基指数高于纯PP, 而结晶温度以及熔融温度低于纯PP, 表明高辐照剂量下抗老化剂复合物的存在不但没有阻止聚丙烯的降解, 反而加快了降解的速率。

研究了聚丙烯/有机改性蒙脱土(OMMT)纳米复合材料在365 nm紫外光辐照下的光氧化降解过程中的结构变化。 主要利用红外光谱方法进行表征。 在辐照初期(紫外光辐照时间小于11 h),复合体系的光氧化降解速率大于纯聚丙烯体系;随着辐照时间的延长(大于11 h),复合体系的光氧化降解速率小于纯聚丙烯体系。 主要原因是蒙脱土既有光屏蔽作用,又有加速光氧化降解的作用,这两种作用共存,但在辐照初期,催化光降解作用占主导地位,随着辐照时间延长,光屏蔽作用占主导。 蒙脱土的含量对聚丙烯的光氧化降解速率也存在影响。 另外,蒙脱土的加入对聚丙烯光氧化降解产物也产生影响,羧酸类及酸酐类产物增多,酯类产物减少。