以药品为研究对象，利用太赫兹时域光谱系统对3种不同药品进行测量并提取折射率、介电常数和物质因子等多个特征参数，然后联合多个特征参数作为输入，采用后向传播(BP)神经网络、支持向量机(SVM)和学习矢量化(LVQ)3种机器学习方法分别对药品进行多特征联合检测分类识别。实验结果表明，多特征联合检测方法识别准确率能够达到95%以上，有效提高药品的检测分类准确度，可用于药品的检测和分类识别。

小型化便携式光谱成像越来越多应用于日常生活中，给人们的生活提供了更多的便利。柑橘属水果是人们日常生活中经常食用和储存的水果之一，在智能冰箱中,柑橘由于品种相似等原因不利于识别和分类，光谱成像技术利用其物质不同的特征波长实现其识别。采用新型的单芯片式光谱成像芯片搭建小型化便携式的光谱成像系统，利用光谱成像技术实现对柑橘属水果的分类识别，并通过分批次样本进行交叉验证，同时建立光谱分辨率与准确度关系，通过约束光谱分辨率，有效提高了柑橘属水果分类识别的准确度，光谱分辨率小于20 nm，识别准确度可达到95%以上。

采用磁控溅射及快速热氧化法在c-Al2O3基底制备出高质量的氧化钒薄膜。首先，分析结果表明所制备的氧化钒薄膜表面颗粒大小均匀，表面均方根粗糙度约为16.75 nm， 主要成分为VO2和V2O5，V4+离子的含量为78.59%,所制备的氧化钒薄膜具有稳定的热致相变特性; 其次，光诱导下薄膜的THz波调制特性研究结果显示，随着激励光功率增大， 薄膜的THz透过率逐渐减小; 最后，经过多次原位反复测试结果表明所制备的氧化钒薄膜具有稳定可逆的THz波调制特性, 可应用于太赫兹开关和调制器等集成式太赫兹功能器件。

针对传统高光谱成像系统体积质量大、光机结构复杂、成本高等缺点，亟待微小型化的需求，开展高光谱成像芯片中布拉格反射镜设计和制备的研究，根据布拉格分布膜系理论开发的多层膜系结构的模拟器，并根据结构设计完成了5层和7层膜系布拉格反射镜的制作，利用可见/近红外分光光度计，对布拉格反射镜的反射率进行测量，与模拟器进行对比，由于布拉格镜的实际制备存在“瑕疵”，导致误差≤3%,多层膜系结构模拟器可以指导实际布拉格反射镜的制备，为高光谱成像芯片化奠定基础。

远距离自由空间光学(FSO)通信系统面临的最大挑战是在大气湍流影响下信号传输会造成光强度衰减/波动, 导致通信链路中断。文中提出了一种基于通信系统接收功率的对数正态统计来计算由湍流引起的通信链路损耗的方法, 可评估指导FSO通信系统中的系统参数。文中模拟了不同强度湍流影响, 接收终端口径为2 cm、20 cm条件下, 850 nm、1 550 nm波长的光通信链路损耗与传输距离的关系。然后利用模拟分析结果设计了一个接收口径为20 cm的FSO通信系统, 在强湍流条件下完成~2 km距离传输高清图像和视频。 FSO通信系统的传输速率为1 Gpbs, 与4 G网络相比, 可以满足大量无压缩数据流传输的清晰度和实时性。

针对产生光频率梳需要锁模激光种子源的难题, 创新性提出了用连续光源产生光频率梳, 应用色散平坦高非线性光纤解决了宽光谱范围四波混频和级联四波混频效应的相位失配问题。通过实验展示了近40 nm带宽的光频率梳的形成, 光频率梳由低功耗, 低成本, 连续波种子(法布里-珀罗激光器)生成, 无需脉冲激光源。连续光频率梳是由在420 m零色散色散平坦高非线性光纤中的四波混频和级联四波混频效应产生的, 频谱带宽扩展了近10倍, 频率梳的线宽为4.3 MHz。