谱图还原算法是中阶梯光栅光谱仪高分辨的保障，其精度和速度的优化是推动仪器发展的关键。提出一种基于全像面拟合的谱图还原算法，将光谱标定融入到建模过程中的方式同时解决了环境改变和仪器扰动对模型精度的影响问题。首先建立初始模型，利用光线追迹结果进行全像面拟合，获得标准模型。再利用Hg-Ar灯的特征谱线对标准模型进行二次拟合以修正偏差，从而完成光谱标定。最后采用多种元素灯的特征谱线对所提建模方法的精度进行验证。实验结果表明，所建立的谱图还原模型的全像面误差在2 pixel内，全波段波长平均提取误差为0.01 nm。所提方法将建模过程与标定技术相结合，使标定常态化，简化了建模流程，为中阶梯光栅光谱仪的应用推广提供了算法基础。

中阶梯光栅光谱仪凭借高光谱分辨率在各领域应用日益广泛，已经成为主要的光谱分析仪器之一。谱图还原技术是中阶梯光栅光谱仪数据处理的核心，通过建立波长和成像位置间的对应关系实现二维图像到一维谱图的快速还原。谱图还原的精度直接决定了中阶梯光栅光谱仪的性能，是仪器开发的重点和难点。鉴于此，本文综述谱图还原技术的发展，将其演变过程归纳为光线追迹、模型化和标定法等3个阶段，重点介绍各阶段谱图还原算法的核心思路与代表方法的原理。最后针对中阶梯光栅光谱仪谱图还原技术，归纳其发展历程、预测其发展趋势、展望其发展方向。

食用燕窝可以调节肠道菌群, 改善人体免疫。采用傅里叶变换红外光谱技术对鲜炖燕窝进行光谱扫描, 并用特征的光谱吸收峰与服用燕窝后的小鼠肠道菌群进行关联性分析, 解析燕窝中的功能因子与肠道菌群的关联, 为探讨燕窝调控肠道机理奠定研究基础。 结果表明, 服用仙炖燕窝后肠道菌在属水平上: 有益菌Lactobacillus和Lachnospiraceae_NK4A136_group呈现上升趋势, 有益菌Faecalibaculum和Akkermansia呈现下降趋势; 有害菌Desulfovibrio、 Enterorhabdus和Candidatus_Saccharimonas均呈现下降趋势。 两个产品燕窝的红外差异光谱主要集中在1 700～1 200 cm-1波段范围, 主要为酰胺键、 芳香CC键以及羧基CO基团的分布区, 这些官能团与有益菌Lactobacillus和Lachnospiraceae_NK4A136_group呈现正相关, 与有害菌Desulfovibrio和Enterorhabdus呈现负相关。 随后利用高分辨质谱对相应的鲜炖燕窝产品进行物质解析, 发现主要成分有氨基酸类, 脂类(磷酸酯类、 脂肪酰、 鞘氨醇等), 酯类和唾液酸等物质, 这些物质与肠道菌呈现不同的相关性, 总的来说脂类物质中特别是一些磷酸酯类(磷脂酸、 磷脂酰胆碱、 磷脂酰甘油、 磷脂酰乙醇胺)和脂肪酰类物质与有害菌呈现负相关, 与有益菌呈现正相关。 这些物质所含有的特征官能团也可以与红外结果相对应。 以上结果表明, 傅里叶变换红外光谱技术可为探讨燕窝中功能因子调控肠道菌群研究提供理论依据。

针对枪口火光触发器在强背景光下灵敏度急剧下降的问题，提出主从式火光触发技术。首先分析火光探测灵敏度的影响因素，提出适用于工程实践的火光触发器灵敏度描述方法，建立火光触发器探测灵敏度数学表达式。根据背景光对触发器探测灵敏度影响，设计主从式火光触发电路，主探测器件用于探测目标火光信号，从探测器件用于探测背景光亮度，并为主探测器实现信号处理电路增益与镜头进光量调节提供依据。设计的主从式火光触发器经验证，可有效探测 85m外鞭炮爆炸产生的火光信号，其灵敏度完全满足兵器试验中火光触发远距离的测试需求。

荧光有机物携带了有机物总量和组成信息, 可作为新型水质参数来弥补COD和BOD等不能表达有机物组成的不足。 炼油废水是典型的难降解工业废水, 含有大量有毒化合物。 我国某大型炼油企业废水的三维荧光光谱的研究结果表明, 炼油废水的荧光光谱与水样一一对应； 荧光强度很高, 主要由λex/λem=270/300 nm, 220/300 nm和230/350 nm附近的荧光峰叠加而成, 其中270/300 nm的荧光强度最大, 220/300 nm稍弱； 各峰的位置和荧光强度对于炼油废水是稳定的。 炼油废水的荧光包含了产物和原料的信息。 苯酚对270/300 nm, 220/300 nm附近的荧光峰的荧光强度贡献显著, 而二氯苯和苯等其他单环化合物对这两峰可能也有贡献。 230/350 nm附近的荧光峰可能与烷烃和苯有密切关系。 各峰的位置和荧光强度可以作为炼油生产以及废水处理厂来水是否正常的判据。

石化废水是我国的主要工业废水之一， 水量大、 污染重。 废水含有大量荧光物质， 它的荧光光谱可以展现有机物组成， 就像指纹一样与水样一一对应， 被称为水质荧光指纹， 简称水纹。 论文通过对我国某大型石化企业的废水的三维荧光光谱特征的研究， 揭示出石化废水荧光指纹丰富的特点， 它含有近10个荧光峰， 其中激发波长/发射波长(λex/λem)=230/340 nm附近荧光峰在各种石油类物质的光谱中都出现过。 根据荧光峰的相关性， 石化废水的荧光指纹可以分为3个比较独立的水纹区。 不同区的荧光峰强度的线性相关性不显著， 而同区各峰间的线性相关性显著， 相关系数可以达到0.85以上。 λex/λem=230/305 nm附近可能与苯类物质有关， 而除峰λex/λem=230/305 nm外λex/λem=220～320/230～440 nm区域显示出与原料(石油类物质)有密切关系。 各峰的荧光强度范围和各峰荧光强度的相关性， 都可以作为石化生产是否正常的判据。