为生成真随机数序列, 提出了先将大气湍流传输中激光散斑图像作为随机数发生器的熵源, 再采用变帧频采样方法进行提取随机数的算法。首先, 为降低相邻激光散斑图像间高相关性对随机性的影响, 提出了变帧频采样方法。其次, 对实验数据进行处理, 根据大气湍流造成激光光斑质心的随机抖动特征, 对散斑图像划分灰度等级, 编码和后处理等操作, 从而提取随机数。最后, 利用NIST测试工具对提取的随机序列进行实验分析, 结果表明: 该序列不仅达到真随机数的标准, 而且序列的数量和随机性均高于等帧频采样方法生成的随机序列。此外, 对激光散斑视频归一化方差与最优采样区间之间的关系进行分析, 为进一步的研究提供重要依据。

为证明双向光传输系统中大气湍流信道的互易性，提出一种测量瞬时接收信号衰落相关性的方法，并建立了分析测量数据的数学模型。在相距883 m的两栋高楼之间进行双向光传输测量实验，根据测得的光斑图像数据，对信道的瞬时衰落相关性进行验证，并分析了实际场景下归一化接收信号起伏方差对相关系数的影响。结果表明: 两个相反方向的光信道瞬时衰落相关系数大部分均在085以上，最高可达095，证明了双向大气湍流光信道之间存在良好的互易性; 且随着归一化接收信号起伏方差的增大，相关系数呈轻微下降的趋势。

用三维时域有限差分法对光镊装置中介质球微粒所受光阱力情况进行模拟。根据Richards-Wolf矢量场衍射积分公式对消球差会聚透镜像空间中电磁场分布的表示，在总场空间中实现了对聚焦光脉冲的模拟。聚焦光脉冲与介质球微粒的相互作用，通过离散傅里叶变换提取出单频成分，利用计算光阱力的麦克斯韦应力张量公式，计算单频激光对介质球的光阱力。聚焦光脉冲的引入可以使一次计算得到多个频率下的计算结果。对相同的聚焦装置下介质球受不同频率入射光的光阱力情况进行了计算。计算结果表明使用线偏振光作光源时，大数值孔径聚焦透镜和短入射波长有利于介质球的横向操纵；沿光轴方向对介质球进行纵向操纵，需要大数值孔径的物镜和与之相适应的入射波长。

本文利用罗丹明6G在银胶体粒子聚集点上的表面增强拉曼光谱的强度变化, 采用逐点扫描获得拉曼光谱的“Mapping”方法, 获得了不同的银胶体粒子聚集点对吸附的R6G表面增强拉曼光谱强度的影响。分析了 “热点”对拉曼散射的增强的作用, 表明“热点”的增强强度和纳米粒子的聚集程度有关。

本文通过实验测量了胞嘧啶的常规拉曼光谱, 有四个弱拉曼峰在以前胞嘧啶的常规拉曼光谱中未检测到。采用密度泛函(Density Function Theory)B3LYP/6-31+G(d,p)计算了胞嘧啶分子的拉曼光谱。结合理论计算结果对实验拉曼光谱振动模式进行了指认, 并对其中几个拉曼峰非常弱的原因进行了分析。

光镊技术，又称光学捕获技术，它是利用光的辐射压力来捕获和操纵包括电介质颗粒、生物细胞及生物大分子在内的微小粒子的。近场光镊技术利用近场光学倏逝场随距离急剧衰减的特征，可显著地降低捕获粒子的尺寸，实现纳米捕获。追踪了近场光镊技术的最新进展，包括全内反射相干倏逝场、近场光学镀膜光纤探针尖、激光照明金属探针尖和聚焦倏逝场用于近场光学捕获，并对其进行了比较，分析了它们存在的主要问题和未来发展方向。

利用柠檬酸钠还原硝酸银的原理,提出了一种微波加热制备银胶体粒子的新方法,得到了颗粒大小较均匀的灰色银胶体.以提纯后的银胶为表面增强拉曼散射衬底,研究了超低浓度染料大分子罗丹明6G分子的表面增强拉曼散射,得到浓度分别为10-12mol/L、10-13mol/L和10-14mol/L的罗丹明6G的表面增强拉曼散射光谱,初步实现了罗丹明6G的单分子检测,证明该新型银胶衬底有非常强的表面增强拉曼活性.同时根据表面增强拉曼散射"热点"的增强机理,分析了获得超低浓度R6G的表面增强拉曼光谱的原因.

采用三维时域有限差分法(FDTD)，模拟计算了光子扫描隧道显微镜(PSTM)系统中的介质和银质金属样品在不同偏振模式光源下的近场强度分布。使用介质小样品检验探针性能，在探针不同位置计算得到了相似的近场强度分布图，说明编写的程序是可信的。给出了等高扫描时p偏振和s偏振条件下，“PSTM”字样介质样品和银质金属样品上方5nm处的近场强度分布图，结果显示：对介质样品，p偏振波能较好的反映样品的形貌，这是由入射电场的方向决定的；银质金属有表面增强作用，对不同偏振波均能在某种程度上反映样品的形貌，仍有待近一步的研究。

激光捕获技术是利用光辐射力来捕捉、移动和操纵微粒的先进技术。光镊即单光束梯度力光阱是通过在高度会聚的激光束束腰附近所产生的极高的场强梯度来形成皮牛顿量级的力，可以三维地捕获和操纵微小粒子。阐述了激光捕获技术的模型和原理以及系统的基本结构；追踪了激光捕获技术的最新研究进展；介绍了非高斯型光阱、光纤光阱和全息光镊等几种特殊形式，并分析了每种形式的特点。展望了激光捕获技术的发展前景。