为了快速灵敏地检测特布他林(terbutaline，TB)，制备核?卫星纳米结构的Fe₃O₄/SiO₂/Au-MNPs磁性基底对其进行表面增强拉曼光谱(SERS)检测。通过磁性分离、调节体系pH的方法考察特布他林浓度与拉曼光谱强度之间的线性关系并绘制校准曲线。实验结果表明，该纳米卫星结构的磁性SERS基底对TB的检测限为3.77×10^?10 mol/L，同时在5×10^?5 ～5×10^?9 mol/L范围内，TB的SERS信号与其浓度呈线性关系，利用最小二乘法拟合得到的线性相关系数R²为0.996。该复合材料制备方法简便易行，为合成其他纳米复合材料提供了参考。

节温器作为发动机冷却系统中的自动调温装置，其工作稳定程度直接影响着发动机的工作性能。目前针对机械式节温器的性能检测方法存在着测量数据不完备、测量精度较低、安全隐患大及操作不便的问题。为解决这些问题，利用激光测距技术以非接触的方式实时测量节温器升程值，同时通过温度传感器获取对应的实时温度，从而获取反映节温器性能的完备数据。该方法是一种准确、安全、便捷的非接触式检测方法，温度测量精度达0.1 ℃，升程测量精度为1 mm。通过构建的检测系统对解放J6节温器进行了实验验证，结果表明该系统能够准确高效地实现节温器性能检测, 包括温度稳定性、性能一致性、故障判断标准等，适用于发动机日常维修及教学实践工作。

傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）可以获取物质的远红外光谱，并根据其指纹特征光谱对未知样品进行鉴定。在真空条件下运用FTIR测试了可卡因、盐酸氯胺酮、大麻酚、海洛因以及吗啡等五种毒品标准品在远红外波段（30～350 cm^?1）的吸收光谱并对部分吸收峰进行了分析。实验结果表明，这五种毒品标准品在远红外波段内均有明显的特征吸收峰。研究结果可为建立毒品的远红外光谱数据库和实现毒品快速鉴别提供参考。

为了实现对肝癌的早期实时和在体探测，基于前期搭建的光纤共聚焦后向散射（FCBS）光谱仪获取肝癌细胞的显微后向散射光谱，分别使用主成分分析（PCA）和支持向量机（SVM）两种算法，对获得的正常肝细胞株（L02）、低转移潜能肝癌细胞株（MHCC97-L）和高转移潜能肝癌细胞株（HCCLM3）三种细胞的后向散射光谱进行分类。使用PCA对获得的三种细胞光谱数据进行降维分析，得到的前两个主成分综合了全部信息的95.4% ，由主成分1和主成分2的得分图可以观察到，三种细胞在直观上有明显的区分；对同一数据集选取69例对象通过SVM机器学习算法训练分类模型，随机抽取50例作为训练集，19例作为预测集，最终分类的准确度达到了94.7%。实验结果表明：使用光纤共聚焦后向散射（FCBS）光谱仪获取的细胞显微后向散射光谱可以分别通过PCA和SVM对不同转移潜能的肝癌细胞进行自动分类，这将为研究活检提供必要的检测手段。

比较基于压缩感知关联成像（CGI）与伪逆关联成像（PGI）两者之间的成像效果差异,探讨形态学权重自适应对关联成像去除噪声的效果。选择不同的图像，通过MATLAB软件开展仿真实验，对目标图像分别采样64、256、512、1 024、2 048、3 000次，首先通过关联成像、基于压缩感知关联成像与伪逆关联成像三种方法重构图像，再对比压缩感知与伪逆两种方法重构图像的效果，以峰值信噪比（PSNR）、相关系数（CC）为量化指标，将基于压缩感知关联成像与伪逆关联成像在不同采样次数下进行对比分析。同时，通过实验分析形态学权重自适应去除关联成像中噪声的效果。伪逆关联成像在低次数采样的情况下比基于压缩感知关联成像的成像效果更好，在高采样次数下，基于压缩感知关联成像的成像效果更好。在实际重构中压缩感知关联成像重构的图像仍有噪声，形态学权重自适应可以有效去除关联成像实验中产生的噪声。

高通量菌落挑选仪是生物制药行业中菌种筛选的重要设备，但其只能识别二维位置信息。为了解决菌落的三维信息提取问题，提出基于迁移学习的单目成像菌落深度提取算法。该算法以残差网络为基础，结合多尺度的网络结构提取特征，采用无监督的迁移学习训练方式，使网络能够估计菌落深度信息。实验结果表明，该算法的平均相对误差为0.171，均方根误差为6.198，对数均方根误差为0.256，在1.25阈值下的预测准确率提高到了76.4%，算法能够同时获取菌落深度信息及其表面特征，为进一步提高筛选精度和有效挑选菌落提供了参考。

人脸关键点定位因受到表情、光照、姿态等的影响，常常会出现大的误差。为了准确地定位到人脸的关键点，提出了一种基于注意力模型的人脸关键点检测算法。先是利用可变型模型（DPM）算法检测出图片中的人脸区域，然后结合残差网络（ResNet）和收缩激励网络（SeNet）对该区域进行人脸关键点定位。实验结果表明，该算法在人脸数据集上获得了较高的准确率，证明了该算法的有效性。

为了解决硒化镓（GaSe）晶体制备困难、化学性能差的问题，对GaSe晶体传统的化学汽相沉积制备方法进行了改进，采用移动加热源法制备GaSe晶体。搭建了GaSe晶体的制备装置，通过单片机精确调控制备晶体的高温炉的加热温度、移动位置等参数，并采用光学显微镜和原子力显微镜对所制备的GaSe晶体进行辅助表征。研究表明，利用移动加热源法可以制备出表面光滑且尺寸较大的单层二维GaSe晶体。由于对机电设备实现了自动精密移动，可对单层二维GaSe晶体实现高质量大批量的制备，有利于GaSe晶体在光电子学和纳电子学中的广泛应用。

基于改进的分子动力学模型，研究了原子力显微镜（AFM）探针在硅表面变载荷刻划的形变特性。利用结构辨认算法显示非晶层的形成，并建立切屑分布的定量评价指标。在此基础上考察刻划速度、针尖半径和探针锥角对刻划效果的影响。结果表明：（1）当刻划速度小于0.3 nm/ps或大于等于1.5 nm/ps时，基底表面的切屑较少，刻划速度对沟槽表面的影响不大；（2）当针尖半径小于等于1 nm时，探针会发生磨损，当针尖半径大于等于1.5 nm时，探针发生弹性形变，针尖半径为2～3.5 nm能达到最佳刻划效果；（3）较大的锥角有利于减少基底表面的切屑分布。

基于散射式近场探测原理，设计并搭建了散射式太赫兹扫描近场光学显微系统（THz s-SNOM），实现了纳米量级空间分辨率的太赫兹近场显微成像测量。该系统以输出频率范围为0.1～0.3 THz的太赫兹倍频模块为发射源，通过纳米探针的针尖产生纳米光源与样品相互作用，并将样品表面的倏逝波转化为可在远场测量的辐射波。通过探针逐点扫描样品表面，同时获得了样品表面的形貌图和太赫兹近场显微图。该系统的显微分辨率取决于探针针尖的曲率半径，而与太赫兹波的波长无关。使用该系统测量了金薄膜/硅衬底样品和石墨烯样品的近场显微图，结果表明，近场显微的空间分辨率优于60 nm，波长与空间分辨率之比高达λ/26 000。

光纤陀螺(FOG)光源管芯的阻抗特性是非线性的，为了保证光波长及输出光功率的稳定，必须控制管芯注入电流保持恒定。经过对超辐射发光二极管（SLD）光源管芯的分析研讨，采用LM324为核心器件设计了相应的恒流驱动电路，并进行了分析测试。实验结果表明，在环境温度不断变化的情况下，该恒流驱动电路可满足中、低精度，低功耗光纤陀螺的性能要求，其中常温下输出平均电压为100.242 mA，相对误差为0.013 7%。

针对两相流颗粒运动速度测量及基于互相关原理设计了双光路激光测速系统。采用搭建的变频电机带动绕丝产生已知旋转线速度的装置开展光学互相关测速验证实验。通过测量绕丝经双光路激光的光强衰减信号，再对两路信号进行互相关分析，从而得到测点绕丝旋转线速度。以电机转速计算的测点绕丝线速度作为参考值进行测量精度验证，得到光学互相关测速方法的测量相对误差在6%以内，验证了光学互相关测速方法的准确性。

由于激光棒具有细长的特殊形貌特征，传统的双通测试方法虽然灵敏度较高，但是往往存在明显的衍射效应和多重成像导致的边缘黑环，这会导致有效测量面积的缩减，对于小口径光学元件的测量尤为不利。为了克服这一缺陷，采用单通法测量激光棒的波前畸变，使用直角棱镜作为反射件，使得测试光仅通过激光棒一次，从而减少光路中的等效圆孔数和成像次数，抑制衍射和边缘重叠。利用展开的多小孔模型讨论了衍射效应的影响，并且从成像角度讨论边缘重叠的成因，从而得出单通法的优势。另外，为使参考光与测试光的匹配，需要将直角棱镜旋转至少5.40°偏摆角以提高干涉条纹的对比度。最终测得激光棒波前畸变的峰谷值为0.068λ，均方根值为0.012λ。

针对水污染的检测，设计了一种基于STM32的水浊度在线实时检测系统。该系统基于国际标准（ISO7027—1984）中的透射法，通过将一束光打到一定厚度的水样中，测量透射光强度的衰减量来确定水样的浊度。实验结果表明：实际测量值与浊度标准液对比值的平均相对误差在4%以内，具有一定的可行性，可以实现对水浊度的实时监测。所设计的系统成本低，体积小，携带方便，检测方式简单，可用于日常生活中对水质的检测。

随着传感器技术、信息采集和处理技术以及互联网技术的发展，便携化、智能化、网络化、精准化以及模块化逐渐成为生理参数监护设备的发展趋势。通过调研近几年生理参数监测领域的研究成果和市场趋势，对生理参数监测技术以及监测设备的研究现状进行了概括，分析了其面临的问题和挑战，指出了其未来的发展趋势，并对未来的工作提出了展望。目的是为生理参数监测领域的研究提供参考，并为促进该领域的进一步发展做好铺垫。