针对自由空间光通信中存在的大气湍流降低通信系统误码性能的问题，提出了基于松弛极化码的分段式极化码-循环冗余校验-串行抵消列表(PC-CRC-SCL)译码方法，并将其用于自由空间光通信系统中，在大气弱湍流强度下进行了仿真分析。仿真结果表明：与完全极化码的分段式CRC-SCL译码方法相比，在误码率为10-4时，基于松弛极化码的分段式PC-CRC-SCL译码方法获得0.3 dB的编码增益，且编译码的复杂度降低10%~20%，对自由空间光通信系统误码性能有明显的改善。

为提高室内定位精度,提出一种基于混合到达时间/接收信号强度(TOA/RSS)信息的定位方法。针对室内可见光定位中存在的多径效应造成的定位非线性误差,引入前置无迹卡尔曼滤波的粒子滤波算法,将TOA信息与RSS信息相融合,达到修正非线性误差的目的。然后综合考虑接收端惯性传感参数,对接收端进行运动分析,提升估算坐标的精度。在长宽均为5m、高度为3m的室内进行定位仿真,在12W发光二极管(LED)发射功率下,所提方法获得了平均定位误差为2.02cm的定位精度。仿真结果证明,所提定位方法的定位性能总体优于指纹定位方法和三边定位的RSS定位方法,具有较强的鲁棒性和较低的定位延迟。

针对无线光通信中极化码构造复杂度高的问题,提出一种适用于大气弱湍流信道的具有更低编码复杂度的湍流偏序构造法。将通用偏序技术引入到大气弱湍流信道中,利用蒙特卡罗法仿真确定弱湍流下子信道的关系,并将其与极化权重公式相结合,推导出最佳的参数值。仿真结果表明,在不同大气湍流强度下,湍流偏序法在低码率下可获得与蒙特卡罗法相同的误码性能,且在高码率下仍具有近似于蒙特卡罗法的性能,在误码率为10 -4下只产生0.07 dB~0.2 dB的损耗,有利于提高系统的传输效率,为极化码与无线光通信的高效结合提供了解决方案。

基于组织光学原理研发了组织氧饱和度无损检测仪。 利用该仪器检测了101名受试者(其中健康锻炼者42人, 健康不锻炼者34人, 脾虚证患者25人)在进行递增负荷功率自行车运动实验时, 股四头肌外侧头的肌氧变化过程。 测得的血红蛋白浓度(ｃtHb)受脂肪等外层组织影响较大, 而肌氧饱和度(rSO2)受影响较小。 实验结果显示, 在运动过程中, 随着运动负荷的逐渐增加, 骨骼肌中的总血红蛋白浓度逐渐上升, 肌氧饱和度逐渐降低； 当运动停止后, 总血红蛋白浓度和肌氧饱和度都出现快速上升。 运动中肌氧饱和度的变化幅度与受试者运动能力有密切关系。 利用局部组织氧饱和度这一指标来评价肌肉组织中氧的输送与消耗的平衡点, 进而实现了对肌肉组织有氧代谢能力的定量评估。

利用连续双波长近红外光技术测量肌肉中血红蛋白含氧量的变化情况, 同时应用运动心率无线实时采集设备, 设计了检测实时肌肉组织血氧含量和瞬时心率实验方案, 对6名健康男性进行了100 m跑同步实测实验。 实验表明, 肌肉组织氧合血红蛋白浓度在100 m跑结束后继续降低, 达到最低值的时刻滞后于运动结束时刻的时间为(6.65±1.10)s； 心率则在运动结束后继续上升, 达到最高值的时刻滞后于运动结束时刻的时间为(8.00±1.57)s。 这些结果显示了双波长近红外光组织氧测试技术和运动心率无线实时采集系统能够正确检测极量强度运动时的血氧参数和心率, 揭示了极量强度运动过程中肌肉中氧运输与消耗的过程及其与心率之间的动力学特征。

基于血红蛋白、肌红蛋白等色素在近红外波段的吸收谱,采用近红外光谱(NIRS)技术,通过检测出射光相对入射光的衰减,可解算生物组织中上述色素的浓度。 基于稳态空间分辨的NIRS研发了可检测组织中色素浓度的装置,该装置的传感器包括一个可发射3个不同波长的LED光源,以及与LED位于同一直线上且距离分别为30和40mm的２个检测器。 用该装置检测了2块猪肉组织(分别为新鲜的猪背长肌和股直肌)的色素浓度,结果表明,背长肌和股直肌中血红蛋白、肌红蛋白等色素的总浓度分别为(6.42±1.51)μmol·L-1和(15.48±4.54)μmol·L-1,接近于现有报道的经验值。 在无损、实时、直接、简便检测猪肉组织的色素浓度方面,上述NIRS方法及装置是可信的。

应用近红外光谱法,研究分析汽车驾驶员疲劳态下的脑氧饱和度,探讨疲劳机理,为驾驶疲劳及时预警提供新的监测思路。 参试人员20名,分为两组(各10名),一组为实验组,一组为对照组。 实验组执行汽车模拟驾驶作业3 h,对照组坐姿下正常休息3 h。 应用近红外光谱法监测试验人员作业前后脑氧饱和度。 经方差分析发现,实验组人员模拟驾驶后脑氧饱和度(rSO2)显著性下降(p<0.01),反应时间明显延长; 对照组rSO2水平下降不显著(p>0.05)。 脑氧饱和度水平(rSO2)与驾驶疲劳存在密切相关性。 近红外光谱法监测脑氧具有连续、实时、无创的特点,受外界干扰小。 近红外光谱法监测驾驶员脑氧信息是预测驾驶疲劳的一种可行的方法。

采用Na2O-B2O3- SiO2系统玻璃制备了多孔玻璃, 多孔玻璃的气孔率为30%左右,比表面积82-92m2/g,孔径3.4-4.6nm,采用离子导入法制备了多孔抗菌玻璃,研究了在多孔抗菌玻璃的制备过程中,多孔玻璃的孔隙率、溶液的温度、反应时间、溶液的pH值、Ag+的浓度对吸附的影响。制得了Ag+含量在30mg/g以上的多孔抗菌玻璃。经检测所制备的多孔抗菌玻璃对大肠杆菌菌种具有良好的抗菌性能。

树枝状硫醇分子可以于金基底上形成基于硫金键的自组装膜,且膜表面可以自组装形成纳米级的条带结构,依据锚定理论预测,此纳米条带形貌在液晶取向领域将具有较大的应用潜力。采用常规的醚化反应对树枝状硫醇分子的制备过程进行了探讨。实验中,分别采用了两种不同的合成方案,实验发现,催化剂和反应条件的不同造成了反应时间和收率的不同。通过方案对比得到了收率高、较易分离的合成路线。对此类组装膜的取向能力进行了计算,并与传统的PI类取向膜进行了对比,结果发现,此类薄膜具有很强的锚定能力。

以EDTA为络合剂，用水热法合成了Er3+，Tm3+和Yb3+共掺杂的NaYF4纳米晶。XRD和TEM的结果表明：粒径约为30 nm，属于六方晶系。在980 nm半导体激光器激发下，研究了不同Er3+离子掺杂浓度对Tm3+和Er3+离子上转换发光性能的影响，光强与泵浦功率的双对数曲线表明，474，525，539,650 nm的发射均属于双光子过程，408 nm的发射属于三光子过程。讨论了样品的协作敏化和声子辅助共振能量传递的上转换发光机制。