欧空局 2019年将“人为二氧化碳排放监测任务CO2M”列为哥白尼计划的Sentinel 7任务，并在前期方案设计的基础上，签订了载荷研制合同。该卫星的主要探测仪器有用于CO2和NO2探测的CO2I和NO2I组合光谱成像仪、多角度偏振仪MAP和三波段高空间分辨率云成像仪CLIM。基于公开文献，概述了该任务的需求以及主要光学有效载荷的性能指标需求、探测原理、结构设计和关键技术等。

对地观测任务“远红外出射辐射认知和监测(Far-infrared Outgoing Radiation Understanding and Monitoring, FORUM)”在2019年被选定为欧洲空间局(European Space Agency, ESA)“生命的行星计划”中“地球探测器”的第9个任务。FORUM任务的目标是测量大气平流层和对流层在100~1600 cm-1(即6.25 ~100 m)范围内的远红外发射光谱，其红外有效载荷包括非成像的傅里叶变换光谱仪——FORUM探测仪(FORUM Sounding Instrument, FSI)和FORUM嵌入式成像仪(FORUM Embedded Imager, FEI)。在A/B1阶段方案研究期间，ESA分别投资了两个团队,开展了A、B两个方案研究。空客防务航天公司(Airbus Defence and Space GmHB, ADS)牵头A方案，泰雷兹阿莱尼空间英国有限公司(Thales Alenia Space Ltd-UK, TAS-UK)牵头B方案。本文重点介绍了TAS-UK的B方案中FSI和FEI两台红外有效载荷在B1阶段进行的设计及关键技术研究状况。

为提高空间相机的控温稳定度以保证成像质量，本文提出一种基于空间光机热模型的自适应比例积分微分(proportional-integral-derivative, PID)控制方法。该控制器的设计从空间光机的热平衡方程出发，能够实时根据光机及与其辐射换热对象的温度修正光机的热模型，继而采用极点配置的方法实时校正 PID控制器参数，最终确定本控温周期的加热占空比。本文通过建立抽象的空间光机热模型，分别施加上述自适应 PID控制方法与固定参数 PID控制方法，对控温效果进行了仿真及实验对比。结果表明，对环境扰动引起的温度波动，该自适应 PID控制器始终保持最佳动态响应，控温稳定度优于 ±0.1 K，具有更好的控温稳定性和环境适应性。

香味荧光笔在中小学生中应用很普遍,但尚不确定香味荧光笔是否有毒。为此,首次开展国产香味荧光笔挥发物检测实验研究。 采用固相微萃取-气相色谱-质谱(SPME-GC-MS)分析方法,对整支荧光笔及各拆解部件逐个进行挥发物检测,结果表明荧光笔气味 来自笔内墨水;在带香味的四种品牌迷你型荧光笔中,共计检测出了15种挥发物,各品牌均含有高毒物质丙烯腈以及禁止人为添加 物质乙苯。利用质子转移反应质谱在线监测方法,测量了荧光笔书写时纸张上方不同高度处的丙烯腈浓度,结果表明只要与纸张 保持20 cm以上距离,可以有效降低有毒成分对使用者的侵害。

相位敏感光时域反射计(φ-OTDR)中使用相干性较好的窄线宽光源,因传感光纤中光脉冲产生的散射光发生干涉,故可利用干涉光的变化检测外界扰动,检测灵敏度较高。但传统的幅度检测φ-OTDR的结果难以实现定量检测,需要进行相位解调。基于3×3迈克耳孙干涉仪的相位解调系统是一种较好的解调方案,但直接解调的结果存在空间分辨能力小于传统幅度检测φ-OTDR的问题。采用四路检测方法来保持φ-OTDR的空间分辨能力,只需在系统结构中增加一路检测。同时考虑到窄线宽光源产生的脉冲内干涉对解调造成的不利影响,在提出四路检测相位解调φ-OTDR的基础上,从瑞利后向散射光的角度对基于3×3迈克耳孙干涉仪的相位解调φ-OTDR进行分析,并通过实验进行验证。完成了对5 km传感光纤上扰动信号的定量检测,检测线性度为0.9956,解调相位的幅度达到31.85 rad,解调系统的空间分辨率与传统的幅度检测φ-OTDR相同。

利用固相微萃取-气相色谱质谱法(SPME/GC-MS)对合肥市董铺水库监测站大气挥发性有机物(volatile organic compounds, VOCs)进行了连续检测,研究了一定时间内 该地区大气VOCs的组成及变化特征。研究结果表明该地区VOCs主要由苯系物、醛酮类和烷烃构成。并用PCA/APCS(principal component analysis /absolute principal component scores)受体模型对大气中VOCs的来源进行了分析。结果表明该地区大气中VOCs主要 有4个来源,分别为机动车排放源、化学试剂源、工业生产源和医用酒精挥发源,其贡献率依次为38.9%、49.48%、8.13%和3.49%。

研究了基于瑞利散射的高性能定量检测分布式光纤传感技术。在相位敏感光时域反射计(Φ -OTDR)的基础上，用窄线宽激光器和微波电光调制实现对光频移的精确控制，构成直接检测相干光时域反射计(COTDR)传感系统。通过分析光频移产生的传感光纤瑞利散射光干涉图样的变化，得到了传感量(温度或应变)的定量信息。对直接检测COTDR 传感系统进行了理论分析，并进行了COTDR 工作过程和散射信号相关特性的仿真分析，验证了高分辨率分布式光纤传感原理。在此理论分析基础上，采用微波电光调制得到了可变光频移，组建了直接检测COTDR实验系统，实现了25 km 分布式光纤温度传感实验，可测量到25 km 光纤末端0.1 ℃的温度变化。

针对多晶硅太阳能电池表面反射率高的问题,提出了激光电化学复合绒面制备方法,采用倍频YAG激光结合NaOH溶液,在多晶硅表面进行织构化处理,获得分布均匀的光陷阱结构。通过扫描电镜、超景深三维显微镜和分光光度计分析了织构化后多晶硅片的表面形貌和反射率。结果表明,激光电化学复合绒面处理后的多晶硅表面对波长400～760 nm可见光的反射率整体降低至10%以下。试验证实了多晶硅表面激光电化学复合绒面的可行性和有效性,为多晶硅的减反射绒面处理提供了一种新的技术途径。

作为电磁波中从红外光到微波的过渡区，太赫兹波所具有的独特性能已得到了人们的广泛认识。随着太赫兹辐射源、 太赫兹探测器等单元技术研究的不断成熟，美国、欧洲和日本已率先将其应用于空间天文观测、深空探测和对地气象环境监测等领域。重点 总结了这些应用中的技术发展情况，并简要分析了太赫兹雷达与通信技术的研究状况和应用前景。

为了研究金桂、银桂和丹桂释放的挥发性有机物特征,利用自制的质子转移反应质谱分别 检测金桂、银桂和丹桂中的挥发性有机物。在三种漂移管电压(250 V、320 V和461 V)下分 别获得了金桂、银桂和丹桂的特征全谱图。研究表明金桂的特征产物离子有m/z=171、105、91、87、73和69,银 桂的特征产物离子有m/z=120、105、91、77、73和69,丹桂的特征产物离 子有m/z=137、73、69和51。通过比较分析发现三种桂花有共同特征产物离子,但不同 品种桂花的特征离子及其强度存在一定的差异性。实验结果表明该仪器可以实现快速检 测,利用特征产物离子可对不同品种的桂花进行鉴别。质子转移反应质谱技术已应用于 环境监测领域,实验结果对开展环境气体监测研究具有一定的参考意义。