MXene作为一种新型的二维过渡金属碳化物、氮化物或碳氮化物, 具有良好的金属导电性、较高的载流子迁移率和表面端基可调控能带结构等特性, 适合在光催化材料体系中作为助催化剂来提高光催化性能。本综述概述了零维、一维、二维和三维半导体光催化材料与MXene复合材料的可控构筑及其在污染物脱除、制氢、CO2还原和固氮等光催化领域的最新研究进展, 重点介绍了二维MXene基复合光催化材料的构筑方法及其光催化性能增强机制, 并对其未来的研究方向进行了展望。

红外和可见光图像融合广泛应用于目标跟踪、检测和识别等领域。为了保留细节的同时增强对比度，本文提出一种基于潜在低秩表示的红外和可见光图像融合方法。潜在低秩分解将源图像分解为基层和显著层，其中基层包含主要内容和结构信息，显著层包含能量相对集中的局部区域。进一步利用比例金字塔分解得到低频和高频的基层子带，并针对不同层的特点设计对应的融合规则。利用稀疏表示表达低频基层较分散的能量，设计 L1范数最大和稀疏系数最大规则，加权平均融合策略保留不同的显著特征；绝对值最大增强高频基层的对比度信息；而显著层则利用局部方差度量局部显著性，加权平均方式突出对比度较强的目标区域。在 TNO数据集上的定性和定量实验分析表明方法具有良好的融合性能。基于低秩分解的方法能够增强红外和可见光融合图像中目标对比度的同时保留了丰富的细节信息。

针对高精度调频连续波光纤压力传感器对温度和压力交叉敏感的问题，从理论和实验分析该压力传感器的温度特性，并通过优化设计压力传感器的结构，以及采用最小二乘法对温度进行实时补偿。经过理论计算可知，当温度从25 ℃到65 ℃变化时，温度对Fabry-Perot （F-P）腔腔长的形变量为1000 μm。通过优化设计F-P腔，可以使温度对F-P腔的影响降至50 μm。通过实验测试结构优化后的F-P腔腔长的形变量与温度的关系，并采用最小二乘法对温度进行实时补偿。温度补偿后，F-P腔腔长的形变量从50 μm降至4.5 μm，有效降低对温度敏感，提高调频连续波光纤压力传感测量的可靠性和实用性。

提出一种基于调频连续波干涉测量技术的膜片式法布里-珀罗（F-P）腔液位传感器。根据调频连续波干涉技术液位测量体系理论制作液位传感器，搭建液位测量系统，并对其进行线性度、灵敏度和分辨率等测试。实验结果表明，调频连续波液位传感器液位测量的线性度为0.99998，液位测量的灵敏度为465 nm/mm，分辨率约为33.998 nm，对应的液位值为0.0731 mm，而且具有很好的稳定性、重复性和迟滞性。因此，所设计的调频连续波光纤液位传感器可以实现高精度且稳定的液位测量。

针对传统调频连续波激光干涉位移传感器存在谐波串扰和动态测量范围较小的问题，研制一种具有三个独立法布里-珀罗干涉仪探测光路的三通道位移测量系统，该系统包含三个芯片，使用多芯片处理可以提高运算速度。通过信号线等长和软件来控制各芯片的同步测量，可以解决各独立通道测量不同步的问题。实验结果表明，各通道对速度为1 mm/s的运动目标的同步性测量误差仅为0.46 nm，600 mm行程的位移测量误差的标准差小于3 nm，线性拟合系数在0.99997以上，说明该系统可以实现三维运动目标的位移测量。

为了满足压力测量中的高灵敏度、高分辨率、高可靠性等要求,本文提出了一种基于调频连续波激光干涉解调原理的高精度膜片式珐珀腔光纤压力传感器。首先推导了基于该原理的压力测量模型,然后搭建了一套测量装置,通过气泵向SUS631不锈钢膜片组成的密封腔连续给压,得出气压在0~600 kPa范围内变化时膜片中心(即珐珀腔腔长变化量)随气压变化的特性曲线;之后,测试25 ℃环境条件下不同压力测量值的稳定性,讨论引起腔长变化量漂移的原因;最后,在消除系统误差后得出了压力测量的分辨率。结果表明:该传感器的灵敏度为286.55 nm/kPa,分辨率为0.287 nm/Pa,压力传感器的测量随机误差呈正态分布。该调频连续波光纤压力传感器可以进行高灵敏度、高分辨率和高稳定性测量。

茶多酚与抗肿瘤药物联用具有增效、 减毒以及逆转耐药性的作用, 可作为生化调节剂应用于临床。 通过荧光光谱、 紫外-可见吸收光谱、 圆二色光谱和动态光散射研究了柔红霉素 (DNR) 与人血清白蛋白 (HSA) 在模拟生理条件下的相互作用以及表没食子儿茶素没食子酸酯 (EGCG) 对DNR与HSA结合过程的影响。 通过MTT法测定了DNR单一药物、 EGCG+DNR组合药物及其与HSA的复合物对人宫颈癌HeLa细胞系的细胞毒性。 荧光猝灭结果与紫外-可见吸收差谱表明DNR与HSA之间形成静态复合物。 由荧光数据拟合得到猝灭常数、 结合常数、 结合位点数、 焓变和熵变。 正的焓变和熵变表明DNR与HSA的结合过程主要为熵驱动, 且疏水作用为结合过程的主要驱动力。 位点标记竞争实验结合同步荧光光谱表明, DNR主要结合在HSA的IIA结构域, 并且更接近色氨酸残基。 在HSA+EGCG+DNR三元体系中, 建立了三元体系的荧光数据处理模型, 并用Matlab拟合得到EGCG存在下DNR与HSA相互作用的结合位点数与结合常数均明显减小, 表明EGCG的存在降低了DNR与HSA的亲和力。 此外, 在EGCG存在下, DNR与HSA作用的结合常数随着温度升高而增加, 表明结合过程的主要作用力仍为疏水作用。 圆二色光谱和动态光散射研究表明药物与蛋白结合会影响蛋白的构象和粒径, 导致HSA的α-螺旋含量减小且粒径增加。 EGCG存在的(HSA+EGCG)+DNR三元体系中的α-螺旋含量大于相应的HSA+DNR二元体系中的α-螺旋含量, 而三元体系的水合粒径相对于二元体系的有所减小。 这均表明EGCG与DNR存在竞争结合, EGCG的存在使DNR与HSA的结合减弱, 与三元体系的荧光实验结果一致。 此外, 讨论了EGCG对DNR和HSA+DNR复合物的细胞毒性的影响, 结果表明DNR与EGCG具有协同作用且HSA可以增强DNR的细胞毒性。 所得结果可为EGCG与DNR在临床中的联合应用提供有益信息。 研究表明光谱方法可为联合药物与蛋白的相互作用研究提供有力支撑。

调频连续波干涉技术对运动目标实时测距时,引起的多普勒效应会导致测量结果存在偏差。针对此问题,提出对激光光源的光学频率进行三角波调制的方法。在一个调制周期内产生两个调频方向相反的频率扫描信号,利用多普勒效应在两个调频方向上的频移量互为相反,可消除多普勒影响。实验结果表明:基于频率为2 Hz、幅度为15.57 μm的单方向运动,三角波调制能够克服多普勒频移产生的5 mm测量偏差,目标距离测量结果标准差达0.035 mm;实现800 mm测量范围内,速度为1 mm/s的运动目标距离测量,具有良好的线性度;在800 mm处实现的测量速度最大可达9 mm/s,最小相对误差可达0.067%。该方法可实现运动目标距离的实时跟踪测量,有利于调频连续波干涉测距技术的广泛应用。

针对半导体激光光源连续调频时光学频率呈非线性变化的问题,提出一种电流节点校正方法。建立激光器驱动电流节点与实际拍频信号极小值点位置的关系,根据实际与理想信号极值点之间的位置偏差,对电流节点参数进行补偿,经过多次迭代实现激光器的调频非线性校正。通过搭建光纤调频连续波激光干涉测距系统,利用电流节点校正法实现DFB半导体激光器的调频线性化输出,并进行测距实验。结果表明,该校正方法简单有效,测距结果标准差小于11 μm,800 mm测量范围内线性度达0.03%,可广泛应用于调频连续波干涉。

在传统的多曝光图像融合方法中,一旦目标发生移动则会在最终融合图像中出现“鬼影”现象。现有的去“鬼影”算法大部分都继承了参考图像中的大量信息,倘若参考图像中出现曝光不足/曝光过度现象,便会影响到最终的融合结果。基于此,提出了一种基于图像块分解的多曝光图像融合去鬼影算法。首先将参考图像划分为曝光正常及曝光不足/过度两大区域,并有针对性地对这两部分区域进行处理。为了更加精准地检测出鬼影区域,将多曝光图像块分解成信号结构、信号强度和平均强度3个概念相独立的部分,采用图像块结构一致性检测的方式来进行鬼影检测。最后,去除结构不一致的图像块并对这3个部分分开融合,重构所需图像块并将其聚合至最终融合图像。实验结果表明,与现有的去“鬼影”算法相比,所提算法取得了更好的视觉效果,且计算效率得到了较大提升。