光学捕获经过近几十年的发展，从光学悬浮到紧密聚焦的单光束光镊再到最近发展的多种类型的光学阱，已经可以捕获包括碳、金属氧化物、花粉、孢子、无机/有机液滴等多种不同类型的粒子，结合拉曼光谱、腔衰荡光谱或激光诱导击穿光谱可以获取悬浮微粒在原生状态下的物理和化学信息，并可以实现受控气氛环境下单粒子的化学反应研究。首先，本文根据微粒的吸光性对空气中微粒的光学捕获力的来源进行了介绍，透明微粒主要受辐射压力的作用，吸光微粒主要受光泳力的作用；然后，根据光学捕获力的不同对单光束、双光束、高斯光束和空心光束等光学捕获设计进行分类介绍；最后，综述了光学捕获与光谱技术结合起来用于单粒子研究的最新进展，并讨论了光学捕获拉曼光谱面临的挑战。

金属表面耐腐蚀性能与其微观结构密切相关。 以金为分析对象， 采用不同粒径氧化铝抛光粉抛光处理金片表面， 经扫描电镜和原子力显微镜观察， 表明金片表面具备与实际工件类似的微观结构， 在此基础上， 研究金片表面微观划痕结构对表面增强拉曼散射（SERS）以及耐腐蚀性能的影响。 以罗丹明B为探针分子， 对不同特征尺寸的微观划痕进行SERS分析， 获得了罗丹明B的SERS信号强度随划痕平均特征尺寸的变化规律。 通过改变拉曼激发光偏振方向与划痕方向的夹角大小， 发现SERS信号主要归因于激发光与划痕相互作用产生的横向表面等离激元。 划痕平均特征尺寸在50 nm附近时， 横向表面等离激元最强， 之后随着划痕平均特征尺寸增加， 横向表面等离激元逐渐变弱。 另一方面， 对具有不同特征尺寸微观划痕的金片进行电化学极化测试， 获得了各样品的自腐蚀电位， 发现金片的自腐蚀电位随着划痕平均特征尺寸增大而降低。 结果表明， 当划痕平均特征尺寸大于50 nm， 金表面的SERS信号与自腐蚀电位间存在良好的线性对应关系， 这为SERS技术用于工件耐蚀性分析提供了依据。 通过在工件表面滴涂探针分子并使用便携式拉曼光谱仪测量有望可以对工件耐蚀性进行现场快速预判。

铀是核工业中一种重要的核燃料, 研究其在水溶液中的浓度和种态信息具有重要意义。 铀(Ⅵ)在水溶液中最稳定的存在形式UO2+2, 其标准Raman散射峰为871 cm-1。 然而利用表面增强拉曼散射（SERS）技术检测铀(Ⅵ)时, 铀(Ⅵ)与SERS基底的直接相互作用, 使得铀(Ⅵ)的Raman峰存在很大程度的偏移, 甚至偏移到710 cm-1。 使用不同的SERS基底, 其偏移程度也不同, 无法反映溶液中铀(Ⅵ)的真实Raman信息, 为解析溶液中铀(Ⅵ)的种态带来了很大困难。 通过抗坏血酸活化银纳米粒子（AgNPs）, 在硅衬底上自组装AgNPs阵列, 得到SERS基底。 利用石墨烯介质隔层的化学惰性和完整性, 通过悬空自助转移法在该自组装AgNPs SERS基底表面转移单层石墨烯, 制备了纳米银/石墨烯复合SERS基底。 并表征了该复合SERS基底的形貌, AgNPs粒子紧密连接在一起, 形成纳米链结构, 纳米链均匀地分布于衬底表面, 单层石墨烯紧密覆盖于AgNPs表面, 且石墨烯的亚纳米级厚度没有改变AgNPs的形貌。 将这两类SERS基底用于检测硝酸铀酰, 对于未覆盖石墨烯的AgNPs基底, UO2+2的对称伸缩振动峰为719 cm-1, 基底与UO2+2的相互作用导致谱峰宽化, 并向低波数移动。 而在覆盖了石墨烯的G-AgNPs复合SERS基底表面, UO2+2的对称伸缩振动峰为771 cm-1, 回移了52 cm-1, 这种大幅度的回移表明石墨烯隔层在一定程度上隔绝了UO2+2与AgNPs的相互作用。

采用磁控溅射方法在侧边抛磨的光纤光栅（D型光纤光栅）上溅射40 nm WO3Pd复合薄膜，制作了D型光纤光栅氢气传感器.40 nm WO3Pd复合薄膜是由5 nm的WO3、5 nm的WO3/Pd混合膜和30 nm的Pd 薄膜组成.实验中,首先采用射频溅射技术向D型光纤光栅溅射5 nm WO3薄膜，再利用共溅射技术溅射5 nm WO3/Pd混合膜，最后用直流溅射技术溅射30 nm的Pd薄膜.SEM结果显示在多次通氢气后WO3Pd薄膜仍然具有较好的表面形貌，这说明WO3Pd复合薄膜具有较好的机械性能.实验结果表明:该氢气传感器具有较好的重复性，同镀有同样氢气敏感膜的普通FBG相比，D型光纤光栅的灵敏度提高了200%;在氢气体积浓度为6%时，D型光纤光栅传感器的波长变化为15pm.