为了提高痕量气体检测的稳定性并扩大动态范围, 引入对数变换方法和差分检测电路, 对常规波长调制光谱技术进行了改良。在使用锁相放大器提取与气体吸收相关的谐波信号之前, 由自制的接收器完成对数变换和差分检测功能。通过对数变换, 使激光强度调制与气体吸收引起的光功率衰减量实现了分离, 再利用差分检测消除前者。受益于此双管齐下的策略, 理论上可以捕捉吸收光谱的任意阶谐波分量, 并且免受剩余幅度调制和谐波畸变的影响。为了验证理论, 对NH3的P(6)吸收谱线的二次谐波进行了采集。在296 K的环境温度、1.01×105 Pa的总压力和24.5 cm的有效光程下, 假设信噪比降低为1时推导得到的理论检测下限为0.7 ppm (1 ppm = 10-6)。以上结果表明该方案是痕量气体检测应用的一种理想选择。

以藻蓝蛋白标准品和室内培养的铜绿微囊藻、 鱼腥藻为参照, 于2011年春、 夏、 秋三季在太湖采集75个水样, 分析太湖水体中藻蓝蛋白的紫外-可见吸收光谱特征, 及其与标准品、 单一藻种光谱特征的区别和联系。 结果表明: 太湖水体中藻蓝蛋白的吸收光谱形态可根据500～700 nm的吸收峰个数划分为无峰型、 单峰型和双峰型三类。 无峰型光谱在500～700 nm间变化平缓, 620 nm附近无藻蓝蛋白的特征吸收峰出现。 根据300～450 nm的吸收差异, 无峰型可划分为无峰Ⅰ和无峰Ⅱ两个亚类。 峰型Ⅰ仅在260 nm附近出现吸收峰, 250～800 nm的谱型更接近于有色可溶性有机物（CDOM）; 峰型Ⅱ在260和330 nm处均有吸收峰出现。 单峰型光谱在620 nm的藻蓝蛋白特征吸收峰明显, 受藻种差异和提取纯度的影响, 其在250～300, 300～450和500～700 nm的吸收峰出现位置和峰值比与标准品、 单一藻种不同。 双峰型光谱在620和670 nm附近各具一个吸收峰, 同时在350～450 nm出现吸收肩, 兼具藻蓝蛋白和叶绿素复合蛋白的吸收特征。

在应用可调谐半导体激光吸收光谱（TDLAS）技术的开放和密闭式气体检测中，提出一种基于无吸收谱线区域检测谐波（HDINASR）的背景消除方法。分析了背景信号成分，设计了背景信号搜索方法和谱线选取原则，给出相邻吸收谱线之间的最小波长间距公式。以氟化氢（HF）气体为检测对象，利用TDLAS实验系统设计相应的实验，确定HF目标吸收谱线、激光器工作温度、背景搜索温度范围和采样周期。实验结果表明，使用HDINASR背景消除前后的曲线相关度提高了3.4%，体积分数精度提高的相对幅度为5.8%。HDINASR为开放和密闭式的气体检测提供一种有效的背景消除方法。

提出使用基于半导体光放大器(SOA)的环形激光器与可调谐光纤型法布里珀罗(F-P)滤波器作为扫描光源的光纤布拉格光栅(FBG)解调方案，综合使用梳状滤波器与乙炔气体的吸收谱进行谱线标定，采用数字信号处理算法进行时域滤波与3 dB功率寻峰算法。实验证明，该解调方案可以同时实现对超过1000个温度FBG，或240个应变传感光栅进行解调，解调频率达到1000 Hz，波长分辨率达到0.5 pm，温度检测精度达到0.05 ℃，应变检测精度达到0.6 με。

为了研究温度变化对CO吸收光谱线的影响, 首先从吸收光谱原理出发, 采用理论分析的方法, 并利用高分辨率分子透射吸收数据库得出与温度有关的CO吸收光谱线谱线强度、综合加宽线型函数和吸收系数, 然后通过MATLAB数值仿真出温度与CO吸收光谱线的谱线强度、综合加宽线型函数和吸收系数的变化关系曲线, 并分析讨论温度与它们的关系。结果表明, 温度对CO吸收光谱线的影响, 特别是对综合加宽线型函数的影响是复杂的, 并且不同激光频率还会影响线型函数和吸收系数随温度的变化关系, 这对于实际应用中CO的吸收与测量具有重要的参考价值。

本文以“一维热流活塞模型”为基础,推导出薄膜光声表达式,光声信号的幅值正比于吸收率.测量了透明基底上光学薄膜的光声吸收谱,实验结果与理论一致.尤其是测量弱吸收薄膜的吸收谱时,具有较高的灵敏度和实用性.