将开放式柔性铰链-杠杆结构与金属化光纤布拉格光栅（FBG）相结合，设计了一种用于动态轨道称重的FBG压力传感器。首先，采用金属化FBG，使FBG可以便利地焊接在柔性铰链支架上。然后，使用高响应频率的FBG解调仪快速读取实验数据。最后，利用FBG压力传感器，有效解决了测试系统的电磁干扰问题，并用铰链连接取代刚性连接，以提高传感器的灵敏度。实验结果表明，该传感器的压力灵敏度能达到60.8 pm/t，应变灵敏度为5.653 pm/με。

叶绿素荧光参数Fv/Fm是探究逆境胁迫对植物光合作用影响的重要指标, 已有研究表明植被指数与Fv/Fm线性相关, 但直接将植被指数与Fv/Fm拟合存在精度不足的问题。 为实现对该参数的准确预测, 本文以茄子为研究对象, 提出一种基于可见-近红外光谱的Fv/Fm预测方法。 试验获取不同生长状态茄子叶片的可见-近红外光谱数据和荧光参数, 使用蒙特卡洛采样法（MCS）去除明显异常样本, 采取3种光谱预处理方法及5种特征波长选择算法进行光谱数据处理, 并建立偏最小二乘回归（PLSR）模型进行方法评估。 基于提取出的最优特征波长组合, 分析误差反传（BP）神经网络、 径向基函数（RBF）神经网络、 极限学习机（ELM）及回归型支持向量机（SVR）共4种机器学习算法对Fv/Fm预测模型精度的影响, 从而确定基于最优方法组合的叶绿素荧光参数Fv/Fm预测方法。 结果表明: 茄子叶片光谱反射率随Fv/Fm的增加呈明显下降趋势, 表明利用光谱信息反演Fv/Fm的可行性。 基于393组试验样本, 使用多元散射校正（MSC）、 标准正态变量变换（SNV）进行光谱预处理, 以竞争性自适应重加权采样法结合连续投影法（CARS+SPA）进行特征波长筛选的效果最优。 其中, MSC-CARS-SPA-PLSR和SNV-CARS-SPA-PLSR的测试集决定系数分别为0.896 1和0.881 2, 均方根误差为0.011 8和0.012 6, 两者精度皆高于全光谱数据对应的PLSR模型; 同时, 两方法提出的特征波长个数均为12个, 仅占全光谱波长个数（1 358）的0.88%。 该结果表明以上两种方法有效提取出了对模型预测有利的少量波长。 基于上述波长建立机器学习模型, 发现SVR建模效果最优。 以SNV-CARS-SPA-SVR的预测精度最高, 其测试集决定系数为0.911 7, 均方根误差为0.010 8。 综上, SNV-CARS-SPA-SVR建模方法提高了模型精度, 有效降低了模型复杂度, 为基于可见-近红外光谱的Fv/Fm准确预测提供了实现方法。 该方法可应用于作物生长状态的快速、 无损检测, 为农情预警提供有效手段。

报道了一种以二维材料MoS₂作为可饱和吸收体的全固态Tm∶YAG被动调Q激光器。该激光器以785 nm窄线宽半导体激光器作为抽运源,采用平平腔设计,以MoS₂纳米片作为可饱和吸收体,实现了2 μm 波段的被动调Q运转。在吸收抽运功率达到2.02 W时,获得了最大平均输出功率为421 mW、最小脉冲宽度为 423 ns、重复频率为49.36 kHz、最大单脉冲能量为8.53 μJ的脉冲激光输出。结果表明,MoS₂ 是一种可适用于2 μm 波段固态激光器的可饱和吸收体,为产生近红外波段的脉冲激光提供了一种新的方法。

优质棉种是全面推广棉花精量播种技术的基础。 采用近红外高光谱成像技术实现微破损棉种可视化识别, 为棉种精选设备的研制奠定理论基础。 以未破损和微破损两类棉种各540粒作为样本(其中405粒作为建模集, 135粒棉种作为预测集), 分批采集874~1 734 nm范围的样本高光谱图像, 提取光谱数据并去除首尾两端明显噪声保留955~1 659 nm范围内光谱为棉种样本的光谱。 首先使用Kennard-Stone(KS)算法进行样本划分, 并通过平滑算法Savitsky-Golay(SG)对光谱进行预处理。 采用二阶导数光谱(2nd spectra)方法、 连续投影算法(SPA)和主成分载荷(PCA-loading)方法分别选取10, 14和11个特征波长。 基于全部光谱数据和特征波长建立偏最小二乘判别分析(PLS-DA)模型、 K最邻近(KNN)模型和支持向量机(SVM)模型, SPA-PLS-DA模型取得了较好的结果, 建模集和预测集的鉴别率分别为91.50％和90.33％。 基于SPA-PLS-DA模型分别对未破损样本和微破损样本及其混合样本图像进行识别, 取得了较好的识别结果, 微破损棉种的识别率达90%以上。 结果表明, 结合近红外高光谱成像和图像处理技术, 能够实现微破损棉种的可视化识别。

实验设计了一种基于可调谐二极管激光吸收光谱技术的甲烷传感系统，主要针对宽温度范围、全浓度、高精度的实时检测仪器进行研究。优选1653.7 nm 窄线宽分布反馈式激光器作为光源，采用多次反射气室，结合波长调谐和全数字锁相放大器的二次谐波信号检测技术，通过最小二乘法拟合不同温度和不同浓度下的二次谐波测量数据，对检测系统进行背景扣除和温度补偿，高精度地反演出甲烷气体的浓度。实验结果表明，系统在浓度为0~1%时的检测误差小于±0.02%，1%~100%时检测误差小于真值的±2%，响应时间小于10 s。长时间的稳定性测试和高低温实验证实该系统可靠性高，能够稳定工作在宽温度范围内(0 ℃~40 ℃)。该系统满足煤矿检测标准的要求，为防治瓦斯突出灾害提供了保障。

为了确定添加氦气对微波等离子体化学气相沉积(MPCVD)金刚石膜的影响, 采用发射光谱法(OES)在线诊断了CH4-H2-He等离子体的发射光谱特性, 研究了He对等离子体内基团空间分布的影响; 并利用扫描电子显微镜(SEM)和拉曼(Raman)光谱对不同He体积分数下沉积出的金刚石膜进行了表征。 结果表明: 随着He体积分数的增加, 等离子体内Hα, Hβ, Hγ, CH和C2基团的谱线强度均呈上升趋势, 其中Hα基团的谱线强度增加最大。 光谱空间诊断发现He的加入导致等离子体中各基团的空间分布均匀性变差, 造成沉积出的金刚石膜厚度极不均匀。 沉积速率测试表明, He的加入导致碳源基团相对浓度增加, 有利于提高薄膜的沉积速率, 当He体积分数由0 vol.%增加至4.7 vol.%时, 沉积速率提高了24%。 SEM测试结果表明, 随着He体积分数的增加, 金刚石膜表面形貌由(111)晶面取向向晶面取向混杂转变, 孪晶生长明显。 高He(4.7 vol.%)体积分数下由于C2基团的相对浓度较高, 导致二次形核密度增加。 此外, 由于基片台受到等离子体的刻蚀和溅射作用, 导致薄膜沉积过程中引入了金属杂质原子。 二次形核和杂质原子的存在使得孪晶大量的产生, 薄膜呈现出压应力。

介绍了聚合物分散液晶、剪切液晶、散射偏光片以及透明投影屏幕等概念。实验制备了剪切液晶散射偏光玻璃样品, 样品由两张玻璃夹层聚合物分散液晶膜在紫外光固化过程中施加剪切应力制成。实验给出了样品偏光显微镜照片和透光率以及雾度随透光轴与入射偏振光偏振方向夹角的变化曲线。剪切液晶散射偏光玻璃外观半透明, 存在透光轴。散射偏光玻璃与吸收偏光片组合具有调光窗功能, 与单片液晶投影机或单片硅上液晶投影机配套还能用作背投影成像效果十分清晰的透明投影屏幕。