罗丹明6G的痕量检测需要具有较高的灵敏度，为提高SERS基底的增强因子从而提高检测灵敏度，设计了米花型SERS基底，采用有限元法对其拉曼增强效果进行仿真，模拟不同中心球半径r、米花花瓣轴a、b、c以及中心球与花瓣间距d条件下电场强度的变化，得出最佳结构参数，并计算其SERS增强因子。随后利用电化学沉积法制备该基底，并探究电压值以及柠檬酸三钠和AgNO₃的浓度配比对基底结构和性能的影响，从而制备出与理想物理模型形态最接近的米花型银/氮化钛薄膜基底。然后用其对罗丹明6G（R6G）进行痕量检测，探究该基底的拉曼增强效果以及稳定性。实验结果表明，当沉积电压为2V，柠檬酸三钠与AgNO₃浓度配比为1∶1 （2 mmol/L∶2 mmol/L）时，得到的米花型TiN-Ag复合SERS基底与理想化模型仿真形态最接近。经过计算得到该基底的增强因子可达10¹⁵，对罗丹明6G的检测限可达10⁻¹³ mol/L。实验结果证明设计的基底灵敏度高、稳定性强，可对食品非法添加剂的痕量检测提供技术支撑。

针对燃气企业人才职业能力培养与新工科背景下燃气输配课程教学改革的需要，实施行业指导、校企共建，设计建设了燃气输配智慧化实验平台，开发出多种类型的实验项目，构建了多层次实验教学项目体系并进行了实验教学方法的探索。该平台运用各种信息化先进技术，可模拟燃气输配管网工艺系统及运行工况、燃气管网智能化控制系统运行、燃气管网事故应急处理等任务，具有丰富多样的实验与工程实训功能，有利于实施理实一体化教学，锻炼和提高学生的工程实践能力、智能化能力和创新意识，加强培养学生解决城市燃气输配复杂工程问题的能力和素质。

为了提高激光雷达测距的动态范围，解决高转速扫描激光雷达测量远距离目标时的脱靶问题，提出了探测器偏离焦平面的方法。对远距离回波脱靶现象、探测器在焦平面径向和轴向上偏离的作用原理、回波光斑在焦平面附近的空间能量分布进行研究。根据目标距离、激光扫描线转速、焦距和离焦量，分析回波光斑中心相对于光轴的径向偏离角和径向偏离量。当不同距离回波的像平面、光学系统焦平面和探测器靶面之间的相对位置变化时，分析了回波光斑尺寸在探测器靶面的变化规律。考虑激光高斯光束的能量分布、光学系统孔径光阑、衍射和离焦的影响，分析了回波光斑在探测器平面的能量分布以及探测器靶面的收光率。最后，通过数值仿真和实际测试验证了探测器在偏离焦平面后对不同距离回波的收光率的变化规律。实验结果表明：在75 Hz四棱塔镜扫描方式下，通过调节径向偏离能测到的最远目标距离从约800 m提高至约1 300 m；通过调节轴向偏离，保证远距离回波收光率基本不变的情况下，5 m目标的收光率可降低约70%。该方法基本解决了远距离回波脱靶问题，提高了测距动态范围。

将波长调制技术与离轴积分腔技术相结合，建立了波长调制离轴积分腔输出光谱实验装置，增加吸收光程，避免低频的1/f噪声和与波长无关的背景功率的影响，将其应用于OH自由基探测研究。探测激光器选择2.8 μm中红外室温型连续波分布反馈式二极管激光器，OH自由基选择3 568.52 cm^-1处Q（1.5e）跃迁谱线开展光谱探测，在512 m有效吸收光程和100 s采样时间下，实现了OH自由基1.2×10⁸ molecule/cm³的探测极限。实验研究发现，在弱透过光强下，激光器放大的自发辐射对吸收系数测量影响大，本实验装置下造成了约70倍的吸收低估，需要有效避免。

全波形激光雷达测距精度，又称测距重复精度或测距标准差，受激光器出光稳定性、激光脉宽、探测器响应时间抖动、电路噪声、波形形态、波形采样频率和波形处理算法等因素影响。理论分析了不同采样频率和不同脉宽对全波形激光雷达测距精度的影响，并采集不同的采样频率(1.25、2.5、5 GHz)和不同脉宽(1、2、3、···、10 ns)条件下的波形数据，经滤波、插值、波形提取等预处理后，利用线性高斯拟合、加权线性高斯拟合、迭代加权线性高斯拟合、期望最大化算法、和Levenberg Marquardt算法共5种算法计算测距值并统计测距精度。实验结果表明，EM算法获得的测距精度相比其他4种算法受到波形畸变的影响最小；加权线性高斯拟合算法获得的测距精度受采样频率变化的影响最小；相同波形幅值条件下，实际脉宽增加2.47倍，利用EM算法获得的测距精度从0.97 mm下降至1.18 mm，因此增加脉宽会降低测距精度；在光脉宽为4 ns的情况下，5 GHz采样频率数据在EM算法获得的测距精度分别为2.5 GHz、1.25 GHz采样频率数据的测距精度的1.71倍和3.07倍，而当2.5 GHz和1.25 GHz采样频率数据分别插值2倍和4倍至5 GHz后，仅为1.17倍和1.29倍，因此提高采样频率能够提高测距精度，而对低采样频率数据进行插值能够获得接近高采样频率数据的测距精度。