研究新降雪中溶解性有机质（DOM）的光谱特征有利于探究其与大气污染物的响应关系。 采用紫外-可见吸收光谱（UV-Vis absorption spectroscopy）、 三维荧光光谱（three dimensional fluorescence spectroscopy）结合平行因子分析（PARAFAC）技术, 分析了哈尔滨市新降雪样品中DOM的光谱特征及其来源。 新降雪中有色溶解性有机质（CDOM）浓度与荧光溶解性有机质（FDOM）强度变化呈现相同趋势, 其中CDOM含量因DOM来源、 大气云团运移、 大气污染情况及发色团光漂白性质的不同而与其他环境介质中CDOM浓度存在差异; 而FDOM强度则因环境介质中盐分含量及DOM的降解动力学速率存在差异而小于土壤和海洋。 新降雪中DOM的吸收光谱呈现指数递减趋势, 与冬季大气颗粒物中水溶性有机物发色团的吸收光谱相似, 在200~220 nm处存在明显吸收峰（由于受到水分子和溶解氧影响）, 表明DOM存在较多的不饱和双键共轭结构。 E2/E3值（250和365 nm处的吸光度比值）结果表明, 新降雪中DOM具有结构简单、 分子量小和芳香性弱的特征, 类富里酸为其主要组成物质; 通过PARAFAC共解析出类腐殖质和类蛋白质两类荧光组分, 其对荧光强度的贡献分别为66.78%和33.22%。 荧光参数分析结果表明, 该研究新降雪中DOM同时受陆源输入和微生物活动的影响, 并且具有较强的自生源特征（BIX>1）和较弱的腐殖化特征（HIX<0.8）。 荧光组分与大气污染物的相关性分析表明, 哈尔滨市新降雪中的荧光组分具有相同来源, 化石燃料、 生物质燃烧、 交通及工业等排放的细颗粒物（PM2.5）为新降雪中DOM的重要来源, 并通过类腐殖质组分的最大荧光强度初步建立了PM2.5浓度值的预测方程。 新降雪中DOM光谱特征分析可为揭示其来源组成及深入探寻其载体行为机制提供参考价值, 亦可为大气环境污染快速诊断识别提供新的研究思路和技术保障。

光声分子影像技术在生物医学中具有广泛的应用。实现分子探针浓度的准确解析，对于相关疾病的研究具有重要意义。然而，活体探测时，来源于生物组织的信号与探针的信号混叠，增加了准确解析的难度。当前改善的方法：或需要使用多波长进行探测，导致解析速度慢而且过程复杂；或使用单波长的方法，但需要依托于一类特殊探针的开关功能，导致普适性不足。鉴于此，提出了一种基于Grüneisen弛豫非线性光声效应的单波长浓度解析方法，并分别对色素染料与罗丹明6G探针两类样品开展了解析实验。结果表明，本文提出的方法获得的解析结果比线性单波长方法的解析结果误差更小，并且具有较好的普适性，为光声分子影像的浓度解析方法提供了新的思路。

为丰富宏微平面运动装置形式, 该文提出了盆架状压电作动器。设定盆架状结构的一阶面内对称弯振模态和二阶反对称纵振模态为工作模态, 利用粘附于盆架状作动器表面的压电陶瓷激发工作模态振动, 迫使驱动足同时沿xOz、yOz面做椭圆轨迹行进以推动移动体。根据传递阵力学原理, 构造作动器各单元的振动传递方程, 在确定各单元间连接与传递条件及作动器压电边界条件基础上, 建立了作动器的半解析性机电耦合传递矩阵模型, 编制了模型的解算程序。建立作动器的多目标优化数学模型, 求得其优化结构尺寸。为印证半解析理论模型, 还构建了作动器的机电耦合有限元数值模型。传递阵模型与数值模型解得的作动器工作模态频率差分别为177 Hz和191 Hz, 求取驱动足在x、y、z向的振幅分别为2.95 μm、3.27 μm、1.37 μm及3.12 μm、3.61 μm、1.82 μm, 表明了半解析模型的有效性。结果表明, 该文提出的结构设计与驱动原理相结合的作动器分析方式, 为优化压电作动器性能开启了新思路。

伴随高超音速飞行器、 无接触诊断等技术的快速发展, 更多分子谱带被激发, 对高温高压下的振转光谱数据需求急剧增加, 加之高灵敏、 高分辨激光光腔衰荡(CRDS)、 可调谐半导体激光吸收(TDLAS)等光谱技术的快速进步, 相应分子的振转光谱研究被进一步推进。 CO作为高温燃烧的重要产物, 对其研究首当其冲。 首先利用实验决定的(ν＜41) 12C16O基态 Dunham参数, 通过Rydberg-Klein-Rees(RKR)方法, 反演出分子平衡核间距附近的局域离散势能点; 接着将其拟合到十多个常见的解析势能函数(PEF), 发现SPF和Morse函数具有较好的拟合精度, 但在长程上依然不符合物理要求; 在此基础上结合实验获得的解离能对长程进行校正, 构建了一个全新的、 半经验、 全局、 解析势函数Revised-Morse, 并通过多参考组态相互作用理论(MRCI)确认了其合理性, 该函数既能精确再现低振动态能级, 也能合理预测未知高振动态能级, 且具有精确的解离极限。 接着通过multireference averaged coupled-pair functional(ACPF)理论方法结合差分技术, 得到了三种电场下12C16O基态(ν＜63)的偶极矩面(DMs)。 基于构建的Revised-Morse势函数和DMs, 通过求解一维薛定谔方程得到了直到解离极限的振转能级, 计算结果与文献值十分吻合, 表明Revised-Morse函数是十分可靠的。 基于此得到了常温下所有的跃迁谱线位置, ν＜63时的爱因斯坦系数、 谱线强度等光谱数据, 计算值与HITRAN数据库中的结果几乎完全一致, 同时振动跃迁偶极矩、 辐射寿命、 离心畸变等光谱常数也被一并获取。 该研究不仅完美再现了已知谱带, 还预期了几十万条新的跃迁谱线, 一些新的光谱参数也被报道, 可为光谱探测提供参考。 为建立基于12C16O的测温模型, 继续考察了温度直到9 000 K的配分函数, 模拟了不同温度下的振转光谱, 以20 000 cm-1(对数坐标)以下和ν0-1带(线性坐标)的线状谱图为示例说明了谱线随温度的变化情况, 并提出了几种可能的测温方案线索。 最后考察了压强对振转谱线的影响。

在全球范围内频繁发生芬太尼类物质滥用与致死案件, 人体中芬太尼类物质的检测与识别愈发重要。 芬太尼类物质在经过人体一段时间后, 仍有一部分原体随着尿液排出, 因此可通过检测尿液中芬太尼类物质反映其毒品滥用史。 表面增强拉曼光谱(SERS)具有快速、 高灵敏、 易操作等特点, 适合尿液中芬太尼类物质的现场检测与分析。 但尿液中尿素等物质的背景峰与芬太尼类物质SERS特征峰高度重合, 芬太尼类物质特征峰被尿液背景峰所掩盖, 这对尿液中芬太尼类的光谱识别造成了很大的干扰。 结合Voigt线型建立谱峰解析模型, 对尿液与芬太尼类物质重叠部分进行谱峰分析。 针对SERS光谱噪声与荧光等因素对谱峰解析模型的干扰, 采用无约束Nelder-Mead算法对模型进行优化与计算, 利用该算法对迭代参数初始值不敏感的特点, 提高谱峰解析模型的准确度。 根据SERS光谱半峰宽的特征对解析峰集合进行筛选, 对SERS光谱的尿液背景峰进行扣除, 以还原芬太尼类SERS光谱1 000与1 030 cm-1处谱峰特征。 实验结果与现象表明, 利用Voigt线型建立的谱峰解析模型对尿液中芬太尼类SERS光谱拟合度均达到99%以上, 能够通过解峰集合的筛选还原尿液中芬太尼类SERS光谱特征, 还原光谱与芬太尼类特征峰的半峰宽与峰比例等特点均高度一致。 在空白尿液SERS光谱进行解析时, 其解析峰集合中不含有芬太尼类物质的特征谱峰, 可以有效区分空白尿液与含芬太尼类物质尿液。 利用相似系数(HQI)对还原光谱片段(935~1 100 cm-1)进行识别, 能有效区分尿液中奥芬太尼、 呋喃芬太尼、 乙酰芬太尼三种芬太尼, 并提升光谱之间的区分度。 该解析模型有望为尿液中芬太尼类的识别与判断提供解决实际问题的途径。

针对 IPv6协议接入空间通信网络的需求, 重点讨论了邻居发现协议 (NDP)在基于现场可编程门阵列(FPGA)的 IPv6 over CCSDS-AOS网关上的实现。在 IPv6 over CCSDS-AOS网关系统上搭建 NDP协议模块, 实现网关地址解析; 通过状态机控制实现 NDP协议模块功能。实验表明, 该设计解决了 IPv6 over CCSDS-AOS网关主动和被动地址解析以及邻居缓存表查找和管理问题, 不需要网关对 NDP进行协议转换和转发。目前已在 IPv6 over CCSDS-AOS网关中应用。

零频分量在离轴全息图中分布广且不携带物体的相位信息, 该分量的存在会显著降低全息图的信噪比从而影响重建精度。现有的零频分量抑制方法需要记录多张全息图或手动调节全息图的小波分解层数才能达到最佳效果, 虽然拉普拉斯算子也可用于抑制零频分量, 但难以提取+1级像。为了克服这些问题, 提出了一种基于希尔伯特-黄变换的零频抑制方法, 只需记录一张全息图且避免了手动调整分解层数。为了验证所提出方法的有效性, 将所提出方法处理后的全息图频谱与未零频抑制的全息图频谱、采用Haar小波变换和采用Laplace算子处理后的全息图频谱进行了对比, 还比较了三个随机选取的对比区域的标准偏差和截面图。实验结果表明所提出的方法不仅可以有效地抑制零频分量并且性能优于其他两种方法。