光谱成像技术是一种集合光谱技术和成像技术的方法，能获取被检物体的空间信息和光谱信息，形成三维的光谱影像集。作为一种快速、无损的光学检验方法，光谱成像技术能满足法庭科学对物证检验的要求，尤其在痕迹物证的显现、识别、分类方面具有十分重要的作用。对光谱成像技术的基本原理和流程进行介绍，概述了其在法庭科学文件检验、血迹检验、指纹检验等领域的前沿应用，并分析了法庭科学领域光谱成像技术发展存在的困境和未来趋势，以促进该技术进一步发展，使其更好地服务于法庭科学工作。

光子计数型能谱计算机断层扫描（CT）已成为CT成像领域的最新技术，建立精确的噪声模型可以为开发高效的能谱重建算法和降低辐射剂量提供理论支撑。通过对光子计数型能谱CT投影数据噪声进行深入分析和理论推导，提出了能谱CT投影数据噪声的p-范分布模型。首先，综合考虑光子计数探测器能量采集中的光子统计波动和电子热噪声，利用贝叶斯公式推导噪声分布模型。然后经过投影数据的密度函数拟合验证、拟合优度检验等实验环节对所提理论模型进行检验。结果表明，相比于传统分布模型，所提分布模型能够更加精准地刻画光子计数型能谱CT成像机理和物理过程。最后，对投影数据观测序列进行时间序列分析，并将预测得到的结果用于修复异常值。从仿真实验结果和实际数据实验结果可以看出，该预测值具有良好的修复效果。

量子纠缠态经级联环境中演化的量子非局域关联检验研究具有重要的现实意义。基于Hardy-type佯谬检验方案, 本文分别以两比特量子纯态和混合态为研究对象, 研究了其在级联环境中演化后的量子非局域关联检验情况。分析了纠缠态和腔的耦合强度、腔和库的耦合强度比值κ/γ以及马尔科夫环境和非马尔科夫环境对量子非局域关联检验的影响情况。结果表明, 在马尔科夫环境中, 且κ/γ越小, 成功进行量子非局域关联检验的演化时间越长。进一步给出了量子混合态能够成功进行量子非局域关联检验的混合度参数m的范围, 并给出了量子混合态经级联环境演化后, 可成功进行量子非局域关联检验的演化时间范围。

婴幼儿非母乳喂养时奶粉是摄取营养的主要制品， “三聚氰胺”、 “香兰素”等添加剂安全事件的频频发生， 引起全社会的高度关注。 如何快速检测并高效识别奶粉中的不良物质， 是国内外乳制品安全领域的研究热点， 对保障婴幼儿成长健康具有十分重要的现实意义。 由于淀粉和香兰素的红外和拉曼光谱均存在大量的吸收峰， 基质与添加物的光谱信号重合区域广信噪比低， 谱峰重叠干扰严重， 仪器越灵敏检测筛选的难度越大。 研究基于X射线衍射（XRD）建立了适用于食品添加剂香兰素的无损快速、 高灵敏度检测方法， 食品乳制品中的淀粉、 蛋白质等基质材料在XRD下均不具有复杂的衍射花样， 基于XRD的香兰素快速检测方法消除了食品乳制品中各类基质的背景干扰， 结合XRD图谱的指纹特性对香兰素的掺杂进行快速鉴别和定性识别检测。 结果表明， 掺杂香兰素后衍射图谱13.03°出现明显尖锐的衍射峰， 峰形好， 响应值高， 该衍射峰是快速检测香兰素是否存在的特征指纹峰。 XRD法快速检测香兰素采用直接进样、 精细扫描， 在去除基质影响的同时， 相对于气相色谱法、 电泳法， 该方法更加方便、 快速， 定性确认更准确， 结果可靠， 适用性强。 香兰素晶体衍射峰明显， 结构稳定， 同时制样简单， 极大地缩短了检测时间。 本研究中香兰素最低掺杂量为202 μg·g-1， 可用于市售加香食品中香兰素的含量的快速检测， 灵敏度可满足建议限量和超量掺加的检测需求。

传统HUD显示精度测试固定选取少量测试点, 试验结果无超差时判断合格, 无法证明是否满足总体要求, 因此需对该方案进行改进。采用数理统计中的推断性统计理论, 结合HUD视场特点, 设计一种简单随机抽样模型, 进行抽样测试, 再基于样本试验结果对总体要求进行推断。首先, 采用简单随机抽样理论, 设计了满足均匀分布的随机样本模型; 然后, 采用假设检验理论, 研究出显示精度决策流程, 确定显示精度超差数、最低样本容量和最大允许超差数之间的关系; 最后设计了验证方案, 试验结果证明了改进方案的合理性。该改进方案可同时兼顾生产方和使用方风险。

在刑事案件和民事案件中, 许多重要文件中的签名、日期、数字等字迹常常被有意涂抹而掩盖其真实信息, 因而无法作为证据使用。因此, 开展高光谱成像技术(450～950 nm)快速无损显现涂抹掩盖字迹十分必要。涂抹掩盖字迹中, 黑色签字笔作为书写及涂抹工具占多数, 因此从 21种黑色签字笔中随机选取两种进行相互涂抹作为样本。同时, 选取墨水中含有碳元素和不含有碳元素的黑色签字笔各两支, 用同一支笔书写字迹并进行涂抹掩盖作为样本。实验结果表明, 用高光谱成像技术在 450～950 nm波长范围内进行显现肉眼无法辨别的涂抹掩盖字迹, 大部分被涂抹掩盖的字迹能够得到完整、清晰的显现, 反映出被掩盖字迹的真实形态与信息, 具有良好的显现效果。部分显现效果不佳, 原书写字迹细节特征残缺, 但能识别出原字迹, 还有少部分较为模糊, 无法达到检验要求。而使用传统红外显现方法时, 大部分涂抹掩盖字迹难以显现。

胶带是犯罪现场常见的作案工具，胶带上留有的指印等物证有重要意义，然而现场发现的胶带通常会相互重叠粘连或者粘附在其他客体上，因此胶带粘面上指印的无损提取一直是刑事技术领域的难题之一。基于此，提出了一种基于光学相干层析（OCT）技术显现胶带粘面潜在指印和分离多层胶带重叠指印的方法。采用自主搭建的频域OCT系统对3种情形下隐藏在胶带粘面的潜在指印进行检测，通过可视化处理获取指印的二维截面图像、en face横截面图像、三维渲染图像并分析其产生机理。结果表明，OCT技术不但可以实现对单层胶带粘面上潜在指印的快速无损显现，而且可对多层胶带上重叠指印进行分离，同时能够消除多色背景图案的干扰，指印细节特征的质量清晰、数量充足。通过3D渲染可以观察到汗孔等三级特征的分布信息，为指印显现提供了新的技术和方法。

超精密测量是光学制造的前提。高精度的光学面形测量仍然遵循零位检验原则，计算机生成全息图（CGH）是自由曲面等复杂面形零位检验所必需的补偿器。为此，面向制造过程，重点论述CGH补偿检验原理及其衍射级次的鬼像干扰、投影畸变校正、测量不确定度与绝对检验问题，探讨CGH补偿检验的局限与应对方法。针对制造过程中产生的动态演变局部大误差的测量难题，论述子孔径拼接测量、自适应补偿干涉测量方法，探讨加工原位干涉测量进展。最后，从超高精度测量与溯源、混合光学零件的宏微跨尺度测量、自主可控面形测量仪器及其原位集成三个方面对光学面形测量技术发展进行展望。