基于散射势理论和弱散射一阶玻恩近似条件,研究了球形亚波长粒子的中心位置偏离和边界条件对散射隐失波光谱密度分布的影响。对散射光的近场分量进行角谱展开,得出了隐失波复振幅的二重积分表达式。利用数值积分方法对角度和径向参量进行积分,得出了隐失波光谱密度与散射体参数之间的关联分布特征。结果显示,在散射体有效半径之内,散射隐失波包含了散射体中心位置和边界条件的特征信息,而该信息将随着传输距离的增大很快消逝。该研究结果有助于复杂空间结构微小粒子的探测和结构反演等。

差分吸收光谱法(DOAS)是基于朗伯比尔定律的光谱法测量气体的重要方法, 按此原理建立的测量系统是测量痕量气体的主要方法。 用于测量痕量气体的DOAS系统的关键是其检出限的校准, 传统的方法是使用标准气体进行校准。 但是由于标准气体自身的量值确定问题, 在ppb甚至ppt级的不确定度大于10%, 而一般的ppt级的DOAS测量系统本身的不确定度也会高于标准气体, 导致传统方法失效。 提出一种基于光谱密度的DOAS系统校准方法, 利用朗伯比尔定律将DOAS系统的检出限和光谱密度建立关系。 由于光谱密度作为光学量值可以测量到10-6甚至更高, 所以通过该方法可以实现DOAS系统在ppb乃至ppt级的校准。 本方法需要根据待校准的测量系统光学结构的基本参数计算其总的标准光学密度值, 然后把标准光学密度片放入测量系统光程中, 测得其光学密度值, 根据前后两次光学密度计算测量系统的测量偏差, 进而分析计算测量系统的标准不确定度和标定的扩展不确定度, 所得到的标定的扩展不确定度即为测量系统的检出限。 该方法完全基于光学测量, 不需引入标准气体评估, 基于光学密度的精密测量和测量系统光学结构的装调误差, 实现测量系统在较小不确定度水平上的标定, 提高检出限标定的精度。 本方法在开放光程式的DOAS系统上进行了实验验证。

建立了随机电磁光束通过大气湍流的传输模型, 并对比研究了高斯-谢尔模光束在大气湍流和自由空间的传输特性。研究表明, 光谱偏振度随传输距离变化, 并在远场趋于稳定; 得到了远场稳定偏振度的解析表达式, 其在大气湍流传输中与光束的自相关长度和互相关长度无关; 光谱相干度在自由空间的远场趋于1, 而在大气湍流的远场趋于0, 并且湍流强度越大光谱相干度下降越快, 光谱密度衰减越快。

根据一级波恩近似和非稳态场的散射理论，研究分析了部分相干光脉冲经各向异性介质散射的光谱和相干特性。通过数值计算给出了介质参数和脉冲参数对各向异性介质散射场光谱密度和光谱相干度的影响。结果表明，与各向同性介质散射场的光谱密度和光谱相干度分布都具有轴对称性分布相比，各向异性介质散射场的光谱密度和光谱相干度分布都不对称。最后对所得主要结果进行了物理解释。

为了提高对瞬态温度检测的灵敏度, 提出了基于散斑干涉条纹光谱分析的瞬态温度反演算法。系统利用散斑干涉形成干涉条纹, 由于瞬态温度的变化会使材料应变, 从而使散斑干涉条纹改变。被测表面形变前后获得的干涉条纹由面阵 CCD采集, 其对应的光谱密度分布函数也会发生相应的改变, 即由散斑干涉条纹反演得到的中心波长振幅发生改变。通过对两次中心波长幅值的比值的检测和计算, 即可获得被测的瞬态温度。在分析计算了瞬态温度变化与材料应变、材料应变与干涉条纹变化的函数关系的基础上, 推导了瞬态温度变化与干涉条纹振幅及相位函数关系。实验采用 660 nm半导体激光器, SI6600型面阵 CCD探测器, 从获得的光谱分布函数中提取中心波长处幅值比值, 通过计算和标定, 最终温度检测精度可达到 ±2℃。相比传统的直接检测干涉条纹的变化量, 由被测面形变量推导温度的方法精度提高了近一个数量级, 其精度更高、检测均匀性更好、稳定性更好。

Conventional printer characterisation models are generally based on the assumption that the densities of primary colours are additive. However, additivity failure frequently occurs in practice. We propose a novel grey component replacement (GCR) method based on the spectral density sub-additivity equations in this letter for spectral characterisation of a 4-ink colour printer. The method effectively correct the error caused by additivity failure. Real high-quality hardcopy samples are produced as evidence of the feasibility of the proposed method and to evaluate the model performance. Finally, the GCR model for characterising colour printer with high spectral and colorimetric prediction accuracy is established.

针对目前超宽带光源高输出功率光源光谱拼合设计上的难点，创造性地提出了一种利用Matlab计算机编程的高效设计方法，并结合测试得出了与实际非常一致的结果，模拟值与实测值在近500nm的带宽内误差小于±1 dB。