为解决复杂多变环境下光纤入侵事件因噪声干扰识别困难、误报率高的问题，提出了基于改进的奇异谱分析和遗传算法优化的双向长短期记忆神经网络的入侵事件识别方法。首先，为了减少噪声对识别效果的影响采用改进的奇异谱分析法去噪，对入侵信号及其分量进行迭代奇异谱分析去噪，并利用信号贡献率的大小来确定信号重构的秩阶次，调节信号分量去噪的程度，实现光纤信号的去噪。然后，利用遗传算法优化神经网络结构参数，构建双向长短期记忆神经网络提取光纤信号空间特征，最后基于以上方法对攀爬、跑动、敲击、静态、大风、雨天6种实测信号进行入侵事件识别实验，实验结果表明，在双Mach-Zehnder光纤周界传感系统识别入侵事件过程中，改进的奇异谱分析相比普通的奇异谱分析，去噪信噪比有明显提高，平均信噪比提高了12.79 dB，平均均方根误差略有减少。遗传算法优化的双向长短期记忆神经网络较未优化神经网络平均识别率提高了5.7%，识别准确率最高可达98.1%。

水性漆在涂料市场的份额逐年快速攀升，但采用传统漆雾凝聚剂处理水性漆废水存在水性漆去除率不高、二次污染等问题。本文开发了二维剥片型蒙脱石漆雾凝聚剂，显著提升了蒙脱石漆雾凝聚剂的分散稳定性和对水性漆废水中水性漆的去除率，并用原子力显微镜(AFM)、扫描电子显微镜-X射线能谱(SEM-EDS)分析、Zeta电位分析仪、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、紫外分光光度计探究了二维剥片对蒙脱石漆雾凝聚剂的影响及蒙脱石漆雾凝聚剂的作用机理。结果表明：蒙脱石漆雾凝聚剂处理水性漆废水的机理主要是蒙脱石中的羟基和Si—O中的O与水性漆的羧基之间形成了氢键，使水性漆被吸附在蒙脱石表面；剥离程度较高的蒙脱石电负性更强，能保持更好的分散稳定性；剥离程度的增加使蒙脱石漆雾凝聚剂的分散稳定性和对水性漆的去除率显著提升，当二维剥片型蒙脱石用量为水性漆废水的1.125%(体积分数)、阳离子型聚丙烯酰胺用量为水性漆废水的1.000%(体积分数)时，水性漆去除率可达98.770%；与市售蒙脱石漆雾凝聚剂相比，本产品处理水性漆废水后水性漆去除率更高。

旨在提高硫氧镁(MOS)水泥的耐水性，以硅酸作为改性剂引入至MOS体系中，分析了其对MOS水泥力学性能、体积稳定性和耐水性的影响，跟踪了掺入硅酸后的MOS水泥相组成、微观形貌和离子浸出浓度的变化，研究了水化硅酸镁(M-S-H)凝胶与MOS体系的共存性。结果表明：硅酸通过促进5Mg(OH)2·MgSO4·7H2O和水化硅酸镁凝胶的生长，提高MOS水泥的力学性能和体积稳定性。当掺入硅酸的MOS水泥浸水后，未反应的硅酸可持续与游离的Mg2+和OH-反应形成M-S-H凝胶，且5Mg(OH)2·MgSO4·7H2O和M-S-H凝胶具有良好的共存性，致使MOS水泥的耐水性提高。

为解决膨润土钠化过程中矿浆变黏的问题, 系统研究了碳酸钠用量、矿浆浓度以及分散剂对钠化效果及矿浆黏度的影响, 探讨了降低矿浆浓度和加分散剂的作用机理。结果表明: 当采用降低矿浆浓度的方法时, “卡房”结构明显减少, 矿浆变黏的问题得到改善, 但同时会增大矿浆量, 增加处理难度; 当采用添加分散剂焦磷酸钠的方法时, 磷酸根离子吸附在蒙脱石的正电性边缘, 可以增加蒙脱石之间的排斥力, 从而降低矿浆的黏度, 有利于提高钠化效果。当焦磷酸钠用量为0.5%（质量分数）、矿浆浓度为5%（质量分数）、碳酸钠用量为5%（质量分数）时可制得高品质的钠基膨润土, 与未钠化相比, 在该条件下钠化1.5 h, 得到的钠基膨润土胶质价由95 mL/15 g提高至975 mL/15 g, 膨胀指数由8 mL/2 g提高至25 mL/2 g。

糖度检测在生物、医疗等领域具有关键作用。为了提高旋光法测量糖溶液浓度的分辨率，本文提出利用正交反射镜消除偏振光被金属平面镜反射后的消旋光现象，建立了参考臂和测量臂信号的相位差与溶液浓度之间的函数关系，并研究了正交反射多次旋光效应。在不增加样品长度的前提下，通过多次旋光使分辨率倍增。以葡萄糖溶液为例，四次旋光的实验结果表明：在0~0.4690 g/mL范围内，浓度测量分辨率为8×10^-6 g/mL，最大测量相对误差小于0.54%。正交反射多次旋光检测技术可以为血糖与自闭症发病机理研究提供实时在线血糖检测。

结合所制备的高品质法布里-珀罗（F-P）光学微腔，利用基于激光的高分辨率熔解曲线（HRM）分析研究了G-四链体脱氧核糖核酸（DNA）结构的热稳定性。探究了K⁺存在的情况下，诱导富含鸟嘌呤（G）的DNA单链形成G-四链体，不同K⁺浓度的DNA溶液，对应于溶液中G-四链体结构的不同热稳定性。实验结果表明，激光HRM曲线能很好地分辨出不同K⁺浓度的DNA结构。此外，通过分析不同DNA溶液在任意温度下的激光阈值，发现利用较低的泵浦能量可以很好地降低曲线的熔解温度。

郁金作为行气活血、通经止痛的要药,近年来受到广泛的关注。为了对四种郁金的道地性和基原进行鉴别和质量控制,采用太赫兹时域光谱技术结合化学计量法(支持向量机法、主成分分析法)对郁金的四种基原进行分类和鉴别。构建了斜坡耗损多类支持向量机(Ramp Loss K-SVC)法、随机森林(RF)法和极限学习机算法(ELM)的三种模型对四种不同基原的郁金进行区分,并开发了 Ramp Loss K-SVC方法,优化了模型参数,使四种郁金的鉴别率提高至93%。该研究为容易混淆的四种基原郁金鉴别提供一种新兴的鉴别技术。

采用三维荧光光谱技术和平行因子分析, 对北方某潜流-表流复合人工湿地水体中溶解性有机质（DOM）的光谱特征、 演变过程及其来源进行研究, 以期为深入理解人工湿地的作用机理和污染物溯源提供科学依据。 结果表明, 人工湿地中各阶段的出水呈现相似的三维荧光特性, 均出现明显的类腐殖质尖峰和类蛋白峰, 但强度有所不同。 混凝沉淀对类蛋白和类腐殖质两种DOM的荧光强度均有一定的削减作用; 潜流湿地出水的荧光图谱显示, 微生物代谢副产物和类色氨酸等类蛋白峰强度明显降低, 而类腐殖质峰强度无明显变化, 这表明潜流湿地对再生水中的类蛋白物质具有明显的降解作用, 而对类腐殖质物质降解效果较弱; 相反, 在表流湿地出水的荧光图谱中发现类蛋白峰和类腐殖质峰的强度均削弱, 而且在表流湿地下游3 km处的强度达到最低。 这一趋势归因于潜流湿地中滤料表面生物膜对DOM的生物降解以及表流湿地内部活跃的微生物活动和水生植物的根系对DOM的吸附作用。 平行因子分析结果显示, 该湿地水体DOM中包含5个荧光组分, 分别为类富里酸组分C1（240, 330/430 nm）、 微生物活动相关的类腐殖质组分C2（285, 330/380 nm）、 类色氨酸C3（230/350 nm）、 微生物代谢副产物C4（280/320 nm）和陆源类腐殖质C5（270, 380/470 nm）。 采用多种荧光光谱指数对湿地中DOM的来源进行解析, 荧光指数和自生源指数均表明该湿地中DOM的来源以生物代谢输入为主, 而陆源输入的影响较小; 腐殖化因子则表明该湿地存在弱腐殖化的特征且生物来源占主导地位。 斯皮尔曼相关性分析表明5个荧光组分具有同源性, 而且与水中氮元素的迁移转化密切相关。

不同于传统照明中对平面照度的测量,全景照度是一种对空间中可视物体整体照亮程度进行评价的参数。关于其测量方法,在介绍现有的基于照度计在六个维度上测量数值的近似估算法之外,提出了一种基于高动态范围全景图的亮度分布球函数分解法,并利用球形光源模型对这两种测量方法的准确性进行了比较。结果表明,相比前一种方法,后一种方法具有更强的鲁棒性,并将推动利用身边的数码设备对全景照度进行测量。