为了在舒适非接触环境下检测被试者的心率变化, 本文设计了一种通过普通摄像头来检测心率参数的信号处理系统。首先, 将KLT(Kanade-Lucas-Tomasi)算法跟踪识别到的人脸视频图像转换到YCbCr颜色空间来进行皮肤检测, 并同时转换到Cg颜色通道来提取高质量的光电容积脉搏波 (Photoplethysmography, PPG)信号。然后, 用Morlet复小波作为母波绘制PPG信号的小波能量谱图。最后根据心率信号的生理特性, 去除伪点噪声, 提取随时间变化的心率参数。实验结果表明, 该方法在静息状态下的测量结果同标准仪器测量结果的平均绝对值误差|Me|小于2 bpm(beats per minute), 误差的标准差SDe小于2.5 bpm, RMSE均小于2.6 bpm; 头部运动状态下两种测量方法的|Me|均小于2.3 bpm, SDe均小于2.9 bpm, RMSE均小于2.9 bpm。对两种测量方法进行Bland-Altman一致性分析, 其测量结果显示静息状态下差值的均数为0.295 7 bpm, 95%置信区间为-3.340 1~3.931 4 bpm; 头部运动状态下为0.383 2 bpm, 95%置信区间为-3.677 1~4.443 5 bpm, 表明本文提出的非接触式方法的测量结果同标准仪器的测量结果具有高度的一致性。

采用电子波包干涉方法研究了长程库仑势以及再散射电子对氢原子在少周期强激光场中阈上电离的影响。首先, 利用强场近似及Coulomb-Volkov近似结合时间窗函数, 模拟了氢原子在波长为800 nm且脉宽为5 fs的线性极化激光场中单电离的周期内干涉及周期间干涉图像, 发现在长程库仑势作用下周期内干涉及周期间干涉共同作用形成了二维动量谱中的部分扇形结构条纹, 其余部分扇形条纹的形成与再散射电子有关。然后, 通过数值求解含时薛定谔方程计算了深度隧穿电离机制下氢原子的二维动量谱, 在二维动量谱中出现了明显的径向条纹。研究结果表明, 该径向条纹的产生与长程库仑势无关, 是再散射电子波包干涉形成的。

利用强场近似结合时间窗函数的方法,计算了氢原子在少周期强激光场中阈上电离的二维动量谱,并与利用Coulomb-Volkov近似结合时间窗函数计算的结果进行了比较。发现在长程库仑势作用下,周期内干涉及周期间干涉的共同作用形成了二维动量谱中的扇形结构条纹。通过求解含时薛定谔方程方法,计算了氢原子在不同脉宽下的二维动量谱,发现二维动量谱中除了周期内干涉和周期间干涉条纹,还出现了一些特殊的条纹结构。研究结果表明,该结构是由再散射电子波包形成的。

利用改进的强场近似方法分析了长程势以及短程势在阈上电离能谱中的贡献, 确定了能谱中低能结构的起因。同时, 为了确定在计算电子与分子离子散射截面时用纯分子代替分子离子是否合理, 计算了不同入射电子能量条件下, 电子和原子离子弹性散射的微分散射截面。理论计算和实验结果表明在入射电子能量较大时, 长程势在激光诱导的电子离子大角度背向散射时的影响可以忽略, 证明了在大角度散射时, 用纯分子来代替分子离子是合理的。

针对中子能谱实验的数值模拟研究中涉及到的探测系统能量分辨问题,基于系统探测伽玛和中子的对应关系以及对伽玛射线的能量分辨率,介绍了一种简便实用的数值模拟方案,利用探测系统对中子、伽玛的光响应对应关系以及其对伽玛的能量分辨率,得到系统对中子的能量分辨率,再进一步把它应用到中子能谱的数值模拟中,并对数值计算结果与相关实验数据进行比较分析。结果表明,该方法可以很好地应用于中子能谱的数值模拟研究。

塑料物证在案件分析中起着重要的作用，如何高效准确地辨别塑料的种类和来源是物证分析领域备受关注的技术。提出了利用塑料对应的“指纹”X射线能谱对塑料进行无损溯源分析的方法。为了得到塑料对应的“指纹”X射线能谱，研制了平行束毛细管X光透镜（PCXRL），设计了基于PCXRL和实验室普通X射线光源的X射线荧光谱仪，该谱仪的最小探测极限在1~35 ng/cm2的范围内，在17.4 keV时，PCXRL整个束斑的直径为3066 μm，整个束斑的放大倍数为12.7，在束斑中心有个强度均匀分布的“坪区”，该“坪区”的直径为570 μm，该处的放大倍数为47.5，这便于高效准确地对各种尺寸的塑料进行溯源分析。实验证明PCXRL在塑料物证鉴别技术中有着潜在的应用价值。

利用中子飞行时间技术和BC501A液体闪烁探测器的粒子分辨特性，测量了0°方向、20 MeV氘束轰击厚金属铍靶反应产生的中子源能谱，测量的中子能谱范围为0.7～25.0 MeV。在60°方向放置芪晶体闪烁探测器，由刻度好的BC501A液体闪烁探测器归一校正后，用于中子源强度监测。利用Be(d, n) 反应中子源，采用单粒子灵敏度标定方法，实验标定了0.75~15.75 MeV能量范围内的薄膜闪烁探测器中子能量响应曲线，实验结果与蒙特卡罗模拟计算结果在8%的不确定度范围内一致。

HfO2薄膜在紫外光学中具有十分重要的地位，不同方法制备的HfO2薄膜特性不同，可以满足不同的实际应用需求。本文分别利用电子束蒸发和离子束溅射方法制备了用于紫外光区域的HfO2薄膜，并对薄膜的材料和光学特性进行了表征与比较。通过对单层HfO2薄膜的实测透射和反射光谱进行数值反演，得到了HfO2薄膜在230~800 nm波段的折射率和消光系数色散曲线，结果表明两种方法制备的HfO2薄膜在250 nm的消光系数均小于2×10-3。在此基础上，制备了两种典型的紫外光学薄膜元件(紫外低通滤波器和240 nm高反射镜)，其光谱性能测试结果表明，两种不同方法制备的器件均具有较好的光学特性。

概述了为开展Z箍缩实验物理研究而建立的一些诊断技术和方法。这些诊断技术已成功应用于“阳”加速器(负载电流1.2 MA,上升时间 85 ns)喷气和丝阵Z箍缩物理研究中,其中软X光8通道Dante谱仪和软X光闪烁体功率计主要用于软X光能段的辐射功率、能量和低能辐射能谱测量;椭圆弯晶谱仪、凸圆柱晶体谱仪和透射光栅谱主要用于X光辐射线谱和连续谱的测量,以获取等离子体密度、电子和离子温度等信息;X光八分幅针孔相机、分能段6通道X光掠入射针孔积分相机和激光差分干涉测量系统主要用于研究Z箍缩内爆动力学过程及等离子体参数等,并给出了这些诊断系统获取的典型实验结果,包括X光辐射功率、辐射能谱、等离子体内爆图像和密度分布等。