为提升自由空间量子通信系统性能, 以相敏放大器(PSA)和相位非敏感放大器(PIA)原理为基础, 研究了在量子通信系统接收端分别加入PSA、PIA后的高斯调制连续变量量子密钥分发(CVQKD)模型, 推导了相应的安全密钥率公式。当信号波长分别为810 nm、1550 nm和3800 nm时, 仿真分析了系统受到集体攻击和个体攻击情况下接收端采用零差检测和外差检测时安全密钥率与距离的变化关系, 对比了相同条件下PSA、PIA对系统性能的提升效果。仿真结果表明: 当接收端分别采用零差检测、外差检测时, 系统相应选择PSA、PIA时的性能更好。

提出了一种改进的次谐波大气湍流相位屏模拟方法, 通过对低频相位屏的采样方式进行设计, 能够充分地补偿相位屏中的低频信息.利用该方法对符合Kolmogorov理论的大气湍流相位屏进行数值模拟, 并结合相位结构函数和相对误差函数对所提方法的准确性进行验证, 分析谐波次数和采样点数对模拟相位屏的影响.此外, 还将改进后的次谐波法与经典的功率谱反演法、Zernike多项式法、分形法及改进前的次谐波法进行了对比, 结果表明：改进后的次谐波法对应的相位结构函数与Kolmogorov湍流理论值最符合, 即利用此方法生成的相位屏最准确.

研究了CH3NH3PbI3薄膜在光浴条件下的光致发光量子效率演化行为。在光浴过程中, CH3NH3PbI3薄膜的光致发光量子效率表现为先增大再减小的变化趋势。发光动力学测量实验表明, 在光浴过程中, CH3NH3PbI3薄膜的载流子复合寿命与光致发光量子效率具有相同的变化趋势, 即先增大再减小。根据实验结果可以推断, 光浴引发CH3NH3PbI3薄膜发生两种物理过程, 分别使其光致发光量子效率升高和降低。两种过程共同决定了CH3NH3PbI3薄膜在光浴条件下的光致发光量子效率演化行为。

建立了基于单模多模单模光纤结构和磁流体的全光纤电流传感器，此传感器能够通过检测透射光谱的特征波长漂移和传输损耗变化两种方法来探测电流。对于第一种方法，得到电流灵敏度为1243.7 pm/A[77.9 pm/Oe,1 Oe=1/(4π)×103 A/m]；对于第二种方法，传感特性依赖于波长的选择，分析了不同波长条件下传感器传输损耗的变化特性。结果表明：选择单波长时，传感特性受波长的影响，且传输损耗变化小，从而灵敏度小；使用宽波长范围内的总传输损耗时，传输损耗变化大，电流检测灵敏度大大加强，所得灵敏度为506.2 dB/A(31.7 dB/Oe)，分别是单波长1529 nm和1611 nm下灵敏度的337倍和723倍。在自发辐射宽带光源入射条件下，利用探测器直接检测传感器输出光强的变化，得到26.8 V/A(1.7 V/Oe)的电流灵敏度。

随着成像深度的增加，光衰减会造成光学相干层析技术（OCT）对深层组织成像的局部图像对比度下降，不利于观察组织内部结构特征变化。提出了一种基于自适应多尺度Retinex算法实现对OCT信号衰减的有效补偿。采用大尺度Retinex算法增强图像与其他尺度Retinex算法增强图像之间差值的绝对值均值作为调整参数，实现每个尺度在多尺度Retinex算法中权重的自适应调节。采用人体指尖OCT图像和前臂内侧皮肤OCT图像对算法进行了验证，结果表明： 自适应多尺度Retinex算法实现了对OCT原始图像中衰减的有效补偿，同时增强了组织内部细节信息的局部对比度；增强图像的可视化对比度测度（VCM）相对于原始图像平均增加了5740。该算法对于提高组织内部信息可视化具有积极的意义。

通过对识别理论的研究分析, 建立了特征基理论, 选择合适样品建立的光谱特征基, 能反映样品的综合特征信息, 从而对多组分物质进行识别研究; 以茶叶样品为分析对象, 进行了特征基理论的应用研究, 实现了对重度发酵茶和普洱熟茶的识别; 以普洱熟茶识别为例, 通过比较特征提取前后茶叶的识别效果, 分析了光谱分辨率问题, 结果显示: 特征提取后茶叶类内平均距离减小为原来的 2× 10-3倍, 类间相对平均距离增大为原来的 4～66倍, 类间最小最大距离比值增大为原来的 34～156倍, 所以类内聚集度增大, 类间分散度增大, 即特征基理论使光谱分辨率大幅度提高。

采用光学方法针对四种茶叶及其四种主要组份在800～3800 cm-1中红外“指纹”特征区域的光谱进行系统研究,采集了不同产地的碧螺春和铁观音以及决定茶叶品质的主要成份中咖啡因、谷氨酸和表儿茶素和花青素类物质的中红外光谱。通过建立模型对各特征光谱进行主成份拟合分析了茶叶品种、产地差异与各主要成份含量的关系。结果表明,不同茶叶之间的差异可表现在其主成份相对含量上:对于不同种类茶叶的碧螺春和铁观音,差异主要表现在茶叶有效成份的含量不同,前者中的各组份含量相对较低;对于不同产地的同种茶叶,差异主要表现在咖啡因和表儿茶素的相对含量不同,其中原产地茶叶中含量相对较高。此研究为利用光学方法对茶叶的种类和品质实现快速检测提供重要参考。

研究了红外光谱在茶叶品质鉴别中的应用。利用傅里叶红外光谱仪测得了特级铁观音、特级龙井和生饼普洱三种典型茶叶的标准红外光谱图, 通过谱图的直观分析发现各种茶叶的红外吸收均可以分为几个大的区域, 并且茶叶的主体成份相似导致谱图具有一定的相似性, 因此直观上很难将各谱图区分。为了强调特征部分的比对, 更好地显示出不同种类茶叶之间的差异, 借助数学方法和计算机程序对这几种茶叶谱图的多波段阵列相关性进行了分析, 发现在指纹区内的1130～1570 cm-1波数范围中几种茶叶的相关系数比整体波数范围以及其他能有效表征茶叶成份特征的波数范围内小, 即所反映的此范围内的指纹信息更明显, 更容易判断结构特征的细微变化, 利用此波数范围可以对三种茶叶进行区分和判别。

通过规范化的标准检测, 制备样品并获取样品的标准红外光谱, 分别得到了几种中国名茶的标准红外光谱图。为了更全面地了解这些茶叶的整体地域特征, 建立了红外光谱分析的平均偏离方法, 对光谱图进行了的直观分析, 而且还探讨了平均偏离大小与茶叶产地纬度的关系。研究表明, 产地纬度相近的茶叶, 平均偏离小; 产地纬度相差大的茶叶, 平均偏离大。因此茶区的海拔高度和纬度与茶叶的产地信息有着密切关系, 平均偏离有可能成为分析茶叶产地信息的强有力的方法。