在可燃冰开采钻井气体环境监测中,受制于开采井的尺寸和深度条件,传统的怀特池、赫里奥特池等长光程气室难以下井,因此难以通过增加光程的方式降低仪器最低探测体积分数。从信噪比角度出发,将变分模态分解(VMD)算法与Savitsky-Gorai(S-G)滤波算法相结合,对研制的甲烷-二氧化碳混合气体探测仪器中电子器件产生的高斯白噪声和光学器件产生的标准具噪声进行降噪处理,降低仪器最低探测体积分数。以甲烷气体为例,首先进行二次谐波仿真实验,与传统的经验模态分解(EMD)算法相比,基于VMD的滤波算法在信噪比提升和信号自适应等方面具有优势,在仪器最低探测体积分数方面有了较高的改善。在40 cm吸收光程下,系统的信噪比为21.7 dB,线性相关系数为0.9940,最低探测体积分数可达6.7×10 -6,为实现可燃冰海上开采气体环境实时精确监测打下了坚实的基础。

提出了一种基于非正交二元相位板的阵列光镊系统,此系统可以实现对非正交排列的多个粒子的稳定捕获。通过对高数值孔径物镜在紧聚焦条件下的傅里叶变换理论和遗传算法来设计二元相位,优化得到具有不同分束比的,具有高衍射效率、高均匀度的归一化相位转折点,进而根据相位转折点设计出具有不同倾斜角度的非正交二元相位板。利用此二元相位板可以获得高数值孔径物镜聚焦下的各种非正交分布的阵列光斑。利用此类非正交阵列光斑,在光镊实验中实现了对二氧化硅微球的稳定捕获。理论模拟与实验结果表明,此方法可以实现对非正交排列的大量粒子的稳定捕获,在纳米粒子阵列的外延生长领域有着良好的应用前景。

为了研究一种新型双氮杂桥C60衍生物的非线性光学特性,利用z扫描和光限幅实验分别研究了该化合物在532nm、脉宽8ns 条件下的非线性光学和光限幅特性，并进行了理论分析和实验验证。结果表明，该化合物有较强的非线性吸收和非线性折射,非线性吸收系数β=1.92×10-10m/W，3阶非线性系数χ(3)=6.34×10-12esu；化合物有较低的光限幅箝位值。该化合物是一种非常有前途的非线性光学材料。

以NaBH4为还原剂, 采用成核晶化隔离法和还原-氧化法相结合制备了纳米级Cu2O。采用XRD, SEM, EDS, UV-vis等方法对产物的结构、组成及光谱特征进行了研究。结果表明, 与传统方法相比, 采用成核晶化隔离法和还原-氧化法相结合的方法制得的Cu2O具有形貌均一、粒径小、分布窄等特点。光催化实验表明, 所得的Cu2O对四硝基苯酚有较高的光催化活性。