随着人类活动不断增加, 难降解有机物已成为污染地下水主要物质之一。 贫营养、 厌氧的地下水环境将加剧难降解有机物的长期风险。 2,4-二硝基甲苯（2,4-DNT）作为难降解的硝基苯类物质, 对其污染地下水修复治理一直是环境领域的难点和热点问题。 目前, 零价铁活化过硫酸盐高级氧化技术被用于修复地下水中2,4-DNT, 具有较高的效率。 为了更好地识别降解过程, 一般采用质谱识别氧化降解的中间产物和降解产物以及生成的顺序, 但无法有效的识别氧化降解过程中有机物官能团的变化顺序。 因此, 采用三维荧光技术、 傅里叶红外光谱技术以及二维相关分析技术耦合识别过硫酸盐氧化体系中2,4-DNT的光谱变化及官能团转化顺序。 结果表明, 未出现荧光峰的2,4-DNT降解生成的具有荧光基团的新产物, 反应初期荧光产物的生成主要是因苯环上硝基的变化, 而苯环未受到破坏。 通过对5个区域体积积分可知, 随着反应进行苯环破裂, 生成不饱和脂肪酸, 类富里酸结构的产物不断被降解, 而类腐殖质结构的产物后期逐渐被降解, 导致区域Ⅱ和区域Ⅳ中积分的荧光强度占比不断增加, 后期产物中的2,4-二氨基甲苯（2,4-DAT）含量不断增加, 导致体系中的荧光不断增强, 其来源于过量的Fe0还原2,4-DNT反应; 红外吸收峰主要有3 334, 2 844, 2 954, 2 357, 2 126, 1 643, 1 410, 1 110和700 cm-1, 表明产物中主要官能团有氨基、 亚甲基、 羧基、 酚羟基及烯烃类等, 但不同反应阶段的红外吸收峰差异性较小, 表明氧化体系中苯环上甲基被氧化为羧基或酚羟基, 硝基被还原转化为氨基, 苯环破坏生成不饱和脂肪酸和烯烃类结构物质。 通过对时间变化过程中水相的FTIR数据进行二维相关分析, 发现同步谱图中出现了4个自相关峰, 其位置为λ1/λ2=3 334/3 334, 1 643/1 643, 1 015/1 015和700/700, 同时在λ1/λ2=1 643/3 334, 1 015/3 334, 700/3 334, 1 015/1 634, 700/1 634和700/1 015处出现6个正相关交叉峰, 且峰值均为正值, 谱带强度变化方向一致, 表明以上4种官能团均随时间变化而生成, 转化/降解存在同步性; 异步谱出现同步谱中相同位置的5个负相关交叉峰和1个正相关峰。 结合同步异步谱交叉相关峰正负关系, 可知光谱变化特征次序为: 3334＞1 634＞1 015＞700, 故发现随着时间延长, 2,4-DNT降解体系中基团出现的先后顺序: 氨基＞羧基＞烯烃类＞酚羟基。 综上表明降解过程中苯环上的硝基先转化为—NH2, 其次苯环上的甲基被氧化为—COOH, 酚羟基和烯烃类应该是苯环结构破坏后的碳链转化。 相关研究可为过硫酸盐高级氧化降解官能团变化及路径识别提供一定的依据。

弹光调制器（Photoelastic Modulator, PEM）互差频调制的新型偏振测量方法, 能够同时实现三个斯托克斯光谱偏振参数测量, 克服了现有方法的无法用阵列探测器有效采集, 调制频率高的缺点, 保留了原有弹光调制器偏振测量的优点。文章以光学系统的准单色光的偏振特性以及常用的偏振分析方法为基础, 引入了Stokes矢量来表示入射光波的偏振特性。分析了弹光调制器实现偏振测量新方法的原理, 利用三个弹光调制器工作在互相差异的频率上, 对偏振光进行差频调制, 产生载有偏振信息的低频分量, 再通过锁相放大即可得到偏振信息, 并给出利用MATLAB模拟仿真实现Stokes参量复原的过程。理论分析及仿真结果证明了该方法在理论上的可行性。

为了解决非线性效应与偏振模色散问题所引起的巨大功率代价, 对基于偏振的编码技术进行了研究。提出了一种基于三弹光互差频偏振调制的偏振信息获取方法, 该方法克服了现有方法无法用阵列探测器实行有效采集及调制频率高等缺点；给出了MATLAB仿真及实验验证结果, 证明了该方法在理论及实际中的可行性。

为了获取目标的偏振信息, 设计弹光调制 (Photoelastic Modulator, PEM)互差频调制的新型偏振测量方法。该方法将三个 PEM分别工作于数值略有差异的三个不同的频率上, 对偏振光进行差频调制, 产生载有偏振信息的低频分量, 最后通过锁相放大即可同时实现四个斯托克斯偏振参数测量, 斯托克斯参量可全面描述光束的偏振态。该方法不仅保留了原有弹光调制器偏振测量的优点, 并且克服了现有方法无法用阵列探测器有效采集及调制频率高等缺点, 同时给出利用 MATLAB模拟仿真实现 Stokes参量测量的过程。通过理论分析及仿真结果证明了该方法的可行性。