运用红外光谱法对铁皮石斛、 金钗石斛、 鼓槌石斛及其两种提取物所含化学成分的红外谱图整体变化规律进行解析和鉴定。 采用傅里叶变换红外光谱对三种石斛及其提取物进行结构分析及鉴别。 原药材粉末一维红外光谱图反映出铁皮石斛、 金钗石斛和鼓槌石斛均含有2 920, 2 852, 1 737和1 509 cm-1附近的特征峰; 1 000~1 200 cm-1波段内的特征峰, 推测三种石斛均含有脂类、 芳香类和淀粉类成分。 二阶导数谱进一步佐证了以上结果。 根据峰强来判断三种石斛所含化合物含量的差别, 得出铁皮石斛和金钗石斛中的脂类和淀粉类成分含量较鼓槌石斛高, 三者中以金钗石斛的脂类成分、 铁皮石斛的多糖成分含量较高。 三种石斛原药材粉末二阶导数光谱中观察到1 318和782 cm-1处草酸钙的吸收峰。 三种石斛的两种提取物中的成分种类和含量与其原药材均有所不同, 且不同种石斛之间也存在峰形、 峰位、 峰强的差别。 在水提醇沉提取物、 无水乙醇提取物中均发现油脂类、 芳香类和多糖类成分的特征吸收峰。 与标准品比对分析发现, 金钗石斛和鼓槌石斛的多糖成分以淀粉为主, 而铁皮石斛则以黏多糖为主; 三种石斛无水乙醇提取物的红外光谱分析更清楚地发现脂类成分和芳香类成分的存在, 且脂类成分以金钗石斛提取物的含量相对较高。 芳香类成分以鼓槌石斛提取物的含量相对较高, 红外光谱整体结构解析与鉴定方法能够递进式地验证铁皮石斛、 金钗石斛和鼓槌石斛所含物质结构和量的差异, 适合于不同种石斛的快速鉴别及质量评价与控制。

材料表面的散射特性和表面粗糙度对产品的性能有十分重要的影响, 基于激光散射原理设计了用于检测表面粗糙度和表面散射特性的多波长光纤传感器。光纤传感器的探头采用特殊的几何设计, 用650 nm、1 310 nm和1 550 nm激光作为光源, 选择2 mm的工作距离作为最佳测量距离, 对不同表面粗糙度的样品进行了测试和分析。实验结果表明: 同一波长下, 随着表面粗糙度的增大, 以外磨样品为反射面测得的反射强度减小;同一粗糙度下, 入射波长越长, 反射强度越大。多波长光纤传感器可以精确地测量表面粗糙度, 并能有效地减小系统误差。系统误差分析得到传感器的相对误差范围大约为3.56%~7.43%。

为了研究污染颗粒对光学系统镜面散射的影响, 将光学镜面暴露在室内, 得到三种不同污染程度的镜面, 利用电子显微镜表征三种污染镜面的颗粒分布。使用光束质量分析仪采集洁净镜面和三种不同颗粒污染镜面的镜向散斑图像, 结合双向反射分布函数(BRDF)对其从水平和垂直方向进行分析。研究结果表明, 不同入射角下, 颗粒污染镜面的镜向BRDF值都在同一个数量级；从水平和垂直方向分析, 颗粒尺寸越大, 颗粒数量越多, 镜向BRDF的中心变化较小, 边缘起伏较大, 镜面散射越严重。

论述了一种表面散射特性实时光学检测的光纤传感器。采用650 nm、1 310 nm和1 550 nm激光作为光源, 对不同表面粗糙度的样品进行了测试和分析。实验结果表明, 采用多波长的复合光源激光光纤传感器能有效地减小测量的非系统误差, 从而极大地提高了其测量精度; 此外, 波长越短, 粗糙度越大, 散射越复杂。

采用Twyman光路结构和LED为光源进行白光干涉三维测量, 对干涉图像及元件面型的重构算法进行了仿真研究。使用Matlab软件, 选取了两种面型结构函数, 仿真得出重构的面型, 选取5个参考点进行了对比。研究结果表明, 白光干涉测量具有高精度、测量时间短、相对误差小于0.5%。