Chromonic溶致液晶（Lyotropic Chromonic Liquid Crystals，LCLCs）是由可溶性芳香族化合物自组装形成的一类溶致液晶。由于其丰富的物理各向异性、生物兼容性以及可调控性，LCLCs在生物检测、细菌操控等应用领域具有重要的研究价值。本文回顾了LCLCs调控方面的研究，简要介绍了其特性，重点分析了外场调控、掺杂等调控手段对LCLCs的影响，最后讨论和总结了可行的调控手段和未来的发展路线。

自给能中子探测器（Self-Powered Neutron Detectors，SPNDs）是核反应堆监测和保护系统的核心设备，其测量到的电流直接反映堆芯功率的大小和分布。探测器绝缘体是影响信号电流计算精度的主要因素，在SPND的研发设计中占有重要地位。为进一步提升SPND信号电流计算方法的精度，本文根据SPND电流产生机理以及绝缘体中固有的空间电场效应，提出了三种不同的中子、光子电流计算方法，并进行了详细的对比验证。结果表明：三种方法计算结果的差异小于1%，显示了相当的精度。此外，以反应堆工程中应用广泛的铑SPND为例，计算结果表明其信号电流主要由中子产生，光子引起的电流一般不超过5%。本文所提出的电流计算方法在反应堆上经过了大量的实验验证，理论和实验结果的差异均小于3%，证明了其有效性和精度。该方法已经应用于中国第三代先进大型压水反应堆——“华龙一号”，并具有通用性。它可用于不同类型自给能探测器的电流分析，也可为其他反应堆（如第四代快中子堆和后续的聚变堆）的堆芯监测系统提供有益的参考。

东方超环（Experimental Advanced Superconducting Tokamak，EAST）全超导托卡马克装置上极紫外（Extreme Ultraviolet，EUV）光谱诊断系统采用电荷耦合器件（Charge Coupling Device，CCD）探测器集光谱图像数据，硬X射线对CCD产生的干扰造成光谱数据中存在大量的单像素噪声，这为准确分析聚变等离子体杂质辐射带来极大的困难。针对这一问题，设计了一套基于可编程门阵列（Field Programmable Gate Array，FPGA）的EUV光谱图像处理系统，来快速去除硬X射线产生的噪声干扰。该系统基于限幅滤波算法，并引入标准差和离均差替代固定限幅阈值和样本偏差；通过融合限幅滤波算法和数据判别法，外加设置算法工作区间来分阶段对光谱图像数据进行相应处理。同时设计了仿真测试模块，使用EUV光谱图像转化的视频数据模仿采集流程进行系统的功能测试。最后，为了检验该系统对有效光谱数据的保护能力，将图像数据转换成更加直观的谱线图进行对比分析。实验测试结果表明：该系统能够有效去除光谱图像中的噪声点，并较好地保持了光谱数据的完整性，从而提升了光谱数据的可观测性。

液晶中电对流图案形成是一种奇特而又有趣的现象，同时也是光衍射研究中的一个重要问题。本文旨在探索负介电各向异性的向列相液晶中图案的形成以及相关的衍射特性。实验观察到4种不同的电对流图案，分别是软方形图案、斜条纹、静脉状图案和不规则图案。探究了不同温度下产生图案所需要的阈值电压。研究了电场对图案的周期性以及相对指向矢倾斜角的影响，并对图案相应的衍射特性进行了分析。实验结果表明，通过调节电场和温度可以改变电对流图案。产生图案所需要的阈值电压随着温度的升高而减小，随着频率的升高而增大。软方形图案的周期随着频率的升高先减小后增大，而斜条纹的周期随频率的升高而减小。当f=25~45Hz时，斜条纹相对于初始指向呈现约44°的偏转。这种可控的电对流图案为实现基于向列相液晶的可调谐光学衍射器件提供了一种可行方案。

全场纳米谱学成像（TXM-XANES）是将透射X射线显微镜（Transmission X-ray Microscope，TXM）与X射线近边吸收结构（X-ray Absorption Near Edge Structural，XANES）有机结合的成像方法，通过测量感兴趣元素K边前后多个能量点的TXM图像，无损获得样品内部纳米尺度化学元素价态分布，已应用于能源材料、生物医学和地球科学等多个学科领域。常规TXM-XANES数据需要采集每个能量点下的图像和背景图像，数据量大，采集时间长，由于纳米尺度下机械结构的不稳定和样品的移动都会对TXM-XANES数据分析产生一定的影响。基于已知数据，利用机器学习的算法建立了多项式回归与线性插值运算模型，实现了仅通过两张谱学背景图像完成背景图像序列预测建模。利用该方法对标准样品及锂电池正极材料进行谱学成像分析，结果表明：相对于常规TXM-XANES方法，该方法具有数据量少、采集时间短等优势，可显著提升TXM-XANES的实验效率。