声学分辨率光声显微镜探测深度可达厘米量级，已有声学分辨率光声显微镜照明方式的主流设计方案在明场、暗场照明方式切换，光能利用率等方面仍存在不足，在一定程度上限制了声学分辨率光声显微镜系统的应用范围。提出了一种能够提高光能利用率，可实现明场、暗场照明切换并增大调节范围的声学分辨率光声显微镜系统设计，利用凸透镜对光束的会聚功能，对发散环形光束产生一定程度的聚焦，减小环形光束的环带尺寸。蒙特卡罗模拟结果显示，最终入射在组织表面的光斑直径得到有效减小，组织中超声换能器有效探测区域的光能流量分布最多可增强6倍，因此光声信号强度也相应地得到线性增强；与此同时，凸透镜的加入还增加了系统光聚焦深度的调节范围，在超声换能器聚焦深度不变的情况下，调节系统的光聚焦深度，有助于在不同样品中获得最佳的光声信号强度。

本文利用共焦拉曼光谱在球形液滴的表面和中心可聚焦两次的特性, 观测了不同RH(relative humidity, 相对湿度)下疏水基底上Mg(CH3COO)2液滴与CO2在液滴表面和中心的反应情况。结果表明, 反应生成的产物为碱式碳酸镁。当RH约73%时, 液滴表面和中心生成的产物的量差别不大; 当RH约65%时, 表面和中心的差别较RH约73%时明显; 而当RH降至约58%时, 表面和中心的差别则变得非常明显。由于Mg(CH3COO)2液滴在较低相对湿度下会形成胶态结构, 引起传质受阻, 从而使得CO2由液滴表面扩散到内部变得越来越困难, 最终导致液滴表面生成的产物比中心多。

本文利用微区拉曼技术, 研究硫酸镁液滴水和重水交换的动力学。在低湿度时, 由接触离子对连接形成的链状结构使硫酸镁液滴表面形成胶态结构, 阻碍其与环境之间的水交换, 造成表面和内部的结构差异。拉曼光谱的高空间分辨能力为观测这一特殊的表面结构提供了便利。沉积在聚四氟乙烯疏水基底上的硫酸镁重水液滴呈球形, 可以实现对液滴表面和中心的两次聚焦, 为研究水从液滴表面逐步扩散到中心的动力学过程提供了可能。同时, 利用拉曼光谱的时间分辨能力, 可以观测硫酸镁微液滴中水和重水的交换过程, 从而揭示传质受阻硫酸镁液滴中水的扩散机制。