为了研究氮气在宽光谱范围内的色散特性，基于气体色散理论，在标准条件下（温度为293.15 K，气压为101325 Pa），利用二阶Sellmeier公式和最小二乘法拟合得到氮气在0.145～2.058 μm波长范围内的色散公式。该公式在全波段范围内的不确定度约为2.1×10-7，与原始测量数据的准确度一致。与现有色散公式相比，该公式的适用波长范围更宽，可提供氮气在0.27～0.47 μm波段更多的折射率信息，具有较广泛的适用性。通过实验测量氮气在633 nm处的折射率验证了该公式的有效性。

根据全光散射法测量粒径存在样品池壁散射及折射率改变等问题, 提出了利用光纤耦合结构, 并引入洛伦兹经典色散公式和多波长处理方法来实现颗粒测试。首先, 介绍了全光散射法进行颗粒测试的理论, 并研究现有的样品池和测量手段存在的问题。然后, 引入洛伦兹色散公式来处理折射率的变化; 同时结合多波长处理法, 获得颗粒的平均粒径和粒径分布公式, 建立目标函数并利用遗传算法进行参数反演; 通过光纤端面的耦合结构构造样品池, 利用光谱仪对夹在光纤端面间的待测液进行多波长扫描。最后, 试制了实际测试系统, 通过计算机内部算法, 完成颗粒测试。仿真和实验结果表明, 该方法可以在折射率未知的情况下较准确地反演出颗粒的平均粒径及其粒径分布; 对测量光谱加入2%的随机噪声后, 其平均粒径及折射率的反演误差低于1%, 粒径分布的反演误差低于5%, 可以满足国标对均值误差和重复性误差的要求。

借助于不同的色散公式，运用改进的单纯形法拟合分光光度计测得的透过率光谱曲线，来获得薄膜的光学常数和厚度。用科契公式分别对电子束蒸发的TiO2和反应磁控溅射的Si3N4，以及用德鲁特公式对电子束蒸发制备的ITO薄膜进行了测试，结果表明测得的光学常数和厚度，与已知的光学常数以及台阶仪测得的结果具有很好的一致性。这种方法不仅简便，而且不需要输入任何初始值，具有全局优化的能力，对厚度较薄的薄膜也可行。采用不同的色散公式可以获得各种不同薄膜的光学常数和厚度，这在光学薄膜、微电子和微光机电系统中具有实际的应用价值。