对超快光电子显微技术的基本原理和主要应用进行了简单介绍。着重介绍了超快光电子显微镜在纳米光子学,特别是在表面等离激元光子学领域中的研究进展,主要包括近场成像、近场光谱以及时间分辨的动力学过程。这些研究有助于更直观深刻地理解表面等离激元的基本性质、不同模式之间的相互作用,以及更好地设计及拓展表面等离激元的应用。最后,对该技术的应用前景进行了展望。

传统荧光光谱分析法虽能用于评估植物生理状况, 但在植物遥感探测中该方法具有抗干扰性弱、待测数据量大的缺陷.针对此问题, 提出一种荧光寿命成像技术, 将植物荧光寿命及光谱信息结合, 分析植物内在生理信息, 实现了远距离、大范围精确测量植物生理状况.采用时间分辨测量法, 用连续激光脉冲照射植物产生大量相同的荧光信号, 同时不断改变探测器的启动延迟时间, 得到完整的荧光信号, 用解卷积法反演植物荧光寿命.对活体法国冬青植株的光谱信息与荧光寿命特性进行了研究, 结果显示植物荧光寿命与叶绿素含量成线性关系, 并且植物叶绿素含量在0.03~0.06 mg/cm2这一特定范围, 线性相关系数高达0.9051, 比荧光光谱能更精确地反映植物叶绿素含量.

利用已经建成的4 MeV LIA注入器，结合时间分辨测量系统研究了三种测量技术：发射度测量法、无场准直器和磁场准直器测量法。介绍了强流束亮度定义和典型方法理论分析及测量技术的物理概念，提出了用于猝发多脉冲电子束发射度测量装置的设计与调试，通过对时间分辨测量系统的分幅相机记录的光强度分布信息处理，得到电子束束斑均方根半径和发射角，分析某一时刻数据，即可得到电子束某一时刻发射度，从而获得多脉冲电子束时间分辨发射度。在4 MeV LIA注入器上对多脉冲电子束流的发射度进行测量，得到电子束归一化均方根发射度约为114 mm·mrad、双脉冲456 mm·mrad的归一化发射度。最后结合电子束的高斯分布初步分析并给出均方根发射度、实测发射度和边发射度的关系。

强流电子束时间分辨测量系统在直线感应加速器（LIA）环境中会受到一些短暂的高能脉冲干扰，这些瞬态脉冲干扰既针对电路又针对测量系统，这对测量系统电子设备危害很大。介绍了时间分辨测量系统的原理，分析了瞬态脉冲干扰的成因和抑制方法，给出了束参数测量系统的实验布局和特点，分析瞬态脉冲干扰对LIA中测量系统电子器件电性能的影响和变化规律，并进一步探讨电子器件电性能受瞬态脉冲干扰后的抑制措施。通过采用光纤传输控制信号的措施，能很好地传输窄脉冲，信号延时抖动小，达到了高速信号的可靠传输要求，利用紧凑嵌入式方法，提高了抗电磁干扰的能力，这样可以更好地保护束参数测量电子器件，提高了整个系统的抗干扰能力及可靠性。

在实验的基础上给出了束参数时间分辨测量系统的实验布局和特点，分析高压电磁干扰对直线感应加速器中时间分辨测量系统外触发性能的影响和变化规律; 进一步探讨系统高压电磁干扰后的抑制措施。针对电磁空间干扰情况，主要通过采用光纤传输控制信号的措施，能很好地传输窄脉冲，信号延时抖动小于2 ns，达到了高速信号的可靠传输要求，采用嵌入式控制器既解决了抗电磁干扰的要求，也满足了束参数时间分辨测量系统的使用要求。

电子束束参数是衡量各种加速器产生的电子束品质的重要参数,其测量技术的研究及测量工作是极其重要的一个方面。由于加速器研制水平的提高,尤其在调试阶段对束参数的测量要求也变得更高,体现在高的时间分辨能力和更好的空间分辨率、数据更高的动态范围及更加直观的可视性。针对束参数中最基本的参数如束斑测量、发射度测量、能量测量等技术,利用已研制的高性能设备,针对强流脉冲电子束的特点,基于多种主要原理研制了比较完整的、时间分辨能力高达2 ns、高灵敏度、高动态数据范围的电子束束参数光学测量及诊断系统,并编制了一套处理程序,达到了现场实时的数据处理水平,具有直观诊断的特点,为解决调试工作中诸多的问题提供翔实而准确的数据,成功地应用于多个加速器的调试。

针对脉冲激光沉积(PLD)薄膜装置,建立了时间分辨等离子体发射光谱测量系统,在沉积类金刚石(DLC)薄膜时,通过对CII(426.7 nm)和CIII(229.7 nm)的发射谱测量发现,当脉冲激光轰击石墨靶材时,C发射谱强度均随时间变化,表现为由强变弱的时间变化过程,并且与靶材的表面状况有很强的相关性。实验过程中保持激光的脉冲频率和单脉冲能量不变,在石墨靶固定时,碳发射谱强度随时间呈快速下降趋势,当石墨靶旋转时,碳发射谱强度变化较为缓慢。实验发现,CIII 和CII的发射谱强度的比值随时间逐渐增大。

介绍了修正三梯度法的原理和利用该方法测量发射度的实验装置.编写了基于束包络方程的数值拟合程序,并进行了模拟计算.用修正三梯度法对3.5MeV注入器出口处脉冲电子束的发射度做了时间分辨的测量.结果表明,当空间电荷力不可忽略时,该注入器输出的电子束脉冲期间中间部分束的发射度为1040π·mm·mrad.

描述了一个基于Ti:Sapphire飞秒激光和同步扫描相机的时间分辨光层析(CT)实验系统.该系统采用步进电机驱动的三维移动平台对被测组织体作类似X射线层析工作方式的平行扫描,由此可获得多角度下的时间分辨投影.通过对三种代表不同吸收和散射特性组合的模拟组织体(phantom)进行实际测量,并应用相应的非线性迭代图像重建算法,获得了可靠的重建图像.研究结果表明,该系统构思简洁,工作可靠,是进行光层析成像技术研究的理想模式之一.

光学医学成像方法可分为两大类，即直接法和间接法。对于厘米级以上的软组织，由于早期到达光的比例极小，因此在安全曝光量下直接法是不现实的。目前广泛流行的间接法则利用全部可探测到的光能，通过求解特定光子模型的逆问题实现图像的重建，是有望实现临床光学医学成像的方法之一。本文综述了近红外光辐射医学成像研究中间接成像法所涉及的实验技术。