二氨基脲嘧啶作为前驱体, 经两步串联反应制备了两种具有不同配体结构的荧光碳点（CDs)。X射线光电子能谱与红外光谱分析揭示了两种碳点的配体结构特征。第一步所得的碳点（CDHB)具有尿嘧啶结构典型的氢键给体—NH和受体—CO基团特征。发射光谱表现出具浓度依赖性的波长红移特点, 同时该碳点对银和汞离子具有很强的亲和特性。第二阶段在碱性水解条件下, CDHB尿嘧啶配体易于转化为氨基和羧基等水溶性基团。该碳点（CDZW)在水相中没有任何聚集行为, 也没有发射波长浓度依赖特性。同时, 作为荧光传感器, CDZW显示对金属镍离子具有特异性荧光猝灭。总之, 可调控的结构特征与传感特性验证了一锅串联反应合成碳点的有效性, 为碳点的可控合成提供了新的合成范式。

针对嵌入式平台往往算力受限的应用背景, 提出了一种低时间复杂度的、适用于复杂场景的目标跟踪算法——CTSTC算法。算法由自适应更新的时空上下文目标跟踪环节和自适应更新的压缩感知目标辅助定位环节两部分构成, 当时空上下文跟踪结果不可靠时, 启动压缩感知目标辅助定位环节, 如果辅助定位后的结果可靠, 则采用辅助定位结果校正时空上下文跟踪环节。算法运行速度与时空上下文算法(STC)接近, I5CPU下测试可达每秒1 577帧, 远高于其他常用算法, 是一种运算速度极高的目标跟踪算法, 但算法在复杂环境下的鲁棒性却有所提升。使用OTB2013数据集进行测试, 较STC算法, CTSTC精度提升12.8%, 成功率提升27.5%。算法在以DM6437为核心的小型目标跟踪系统上进行测试, 可以实现实时稳定跟踪。

二维的氧化石墨烯(GO)的细胞毒性低, 且有良好的生物相容性, 是良好的光热与成像材料, 同时还可以作为纳米载体, 用来输运化疗药物、基因等。由于氧化石墨烯的片层之间有较强的范德华力, 极易团聚, 从而影响其在生物医学方面的进一步应用。本文通过二硬脂酰磷脂酰乙醇胺-聚乙二醇-氨基(DSPE-PEG-NH2)功能化修饰氧化石墨烯, 改善了石墨烯在水相中的稳定性、低毒性及生物相容性。功能化氧化石墨烯在水相中放置两周以上仍然具有良好的分散性, 且对细胞没有明显的毒副作用, 有望在生物医学领域发挥巨大作用。

基于磁场设计原理及法拉第隔离器对高功率的需求, 提出了一种具有径向补偿特性的永磁系统(RCPMS), 分析了其磁场分布不均匀度对激光偏振态旋转角度(LPR)的影响, 以及LPR的变化对法拉第隔离器性能的影响。研究结果表明, 在RCPMS中, LPR的变化量减小至未补偿情况下的20%, FI的退偏度降低了10倍, 这对于FI应用在高功率激光系统具有重要意义。

为提高光隔离器在高功率激光条件下的工作性能，基于琼斯理论研究了隔离器的热致退偏效应，设计了一种外置补偿晶体的隔离器，着重分析了隔离器隔离度及热透镜效应随入射光功率的变化规律。结果表明：通过调整氟化钙晶体的晶轴方向和长度，隔离器的热致退偏和热透镜效应可以得到有效抑制。在100 W激光条件下，外置补偿晶体后隔离度提高了16.3 dB，功率损耗降低8%。研究结果可优化设计隔离器结构，有效提升高功率隔离器的隔离度并减小功率损耗。

基于Halbach阵列永磁体的特点以及光隔离器对磁场的需求,设计了两种适用于高功率隔离器的永磁系统, 分析了其磁场分布、磁场非均匀性对隔离度的影响, 研究了磁体装配误差对磁场的影响。研究结果表明: 通过引入斜向磁化永磁体, 选择合适的磁化角度和磁体长度, 可以提高永磁体的磁场强度, 大幅度减小旋转器所需磁光晶体长度；受磁场非均匀性影响的隔离度与磁光晶体的孔径、长度以及入射激光的光斑半径有关, 当晶体长度一定时, 减小晶体半径和入射光的半径可以显著提高隔离度。在入射光半径为1.5 mm、磁光晶体半径5 mm时, 对应的隔离度分别为105.8 dB和45.4 dB。

提出了一种新的快速物体检测与识别方法, 用于检测和识别在运动过程中图像尺寸不断变化的物体。该方法基于多级定向执行长度编码法(MORLC)生成一种新的多级字节编码和物体特征样本形式, 其属于字符数据样本, 具有数据量小、占用存储空间少、构造过程简单、可根据不同的应用需求选择不同级次的样本形式等特点。对MORLC方法中二级字节编码和样本的系统理论进行了分析, 给出了利用MORLC二级字节编码和样本检测和识别运动物体的实验数据。对静态背景中的行人及位置进行了检测和识别实验, 结果显示多级字节编码和物体特征样本形式匹配处理速度快, 匹配和识别的鲁棒性好, 不易产生错误匹配。该方法特别适用于场景中由于被探测物体运动产生投影图像比例发生变化的情况, 即对图像大小不敏感。该方法的另一个突出优点是高的执行处理效率。