氢气作为潜在的能源载体和工业材料，在众多领域发挥着日益重要的作用。在很多应用中, 对氢气的检测需要有更高的灵敏度、更快的响应和更大的动态测量范围。腔增强拉曼光谱法 (CERS) 通过 Pound-Drever-Hall (PDH) 稳频技术将激光和高精细度的光学谐振腔锁定, 实现了 1900 倍的腔内功率增益, 用于痕量氢气的检测。在 7 mW 的激光输入功率下, 当积分时间为 100 s 时, 自行搭建的腔增强拉曼光谱装置对 H2 的检测限为 2 Pa。实验结果还表明拉曼散射强度与激光功率和气体压力具有良好的线性关系, 示范了 CERS 方法高精度气体定量分析的潜力。

本文依托于某专项任务研制的热红外高光谱设备开展了部分研究工作, 该设备于 2016年 3月开展了海南东方市的功能飞行试验。针对背景辐射信号恢复, 非均匀性两点校正后仍残余光谱维非均匀性的问题, 提出了针对热红外高光谱数据谱段内差值均衡的处理方法, 进一步提升了热红外高光谱数据立方体的质量, 得到不影响原始光谱曲线的图像。

分子吸收光谱数据, 包括谱线的位置、强度、压力位移系数及展宽系数等,是研究温室效应、大气环境监测以及星际气体探测等应用的基本参考。随着激光技术的飞速发展, 光腔衰荡光谱技术以其极高的探测灵敏度和测量精度, 被广泛应用于分子光谱测量。结合各种复杂精密光谱线型, 可以获得大量可靠的高精度光谱数据参数。这些结果被用于更新光谱数据库, 甚至是检验基本物理定律和常数。主要介绍光腔衰荡光谱测量方法, 特别是结合激光锁频技术的精密测量技术, 并以一氧化碳、氢分子泛频振转光谱测量为例, 介绍其在精密分子光谱参数测量中的应用。

为了满足现代工业所需的大纵深物体的三维形貌获取需求, 解决传统结构光三维形貌获取技术纵深较小的问题,借助集成成像这种阵列式多视点获取技术, 构建了基于集成成像的大纵深物体的三维形貌获取技术。从集成成像原理出发, 分析了集成成像三维物点和同名像点之间的关系, 得到集成成像光学获取系统参数和三维物体纵深极限之间的关系。在此基础上, 利用相机和电动平移台构建了扫描式相机集成成像三维形貌获取系统, 并对纵深从600 mm到3 600 mm相对独立的2个物体构建的大纵深三维物体进行了形貌获取。光学实验结果显示, 该集成成像大纵深物体三维形貌获取技术能够单次获取纵深为3 600 mm的三维物体的三维形貌, 为大纵深物体的三维形貌获取提供了技术支持。