光声成像是一种结合光学和声学原理的多模态成像技术，可用于观察和获取组织内部的结构和功能信息。血液流速是评估血管功能的重要指标，血液流速的测量与疾病的发生和发展密切相关。推导了基于热测量法测量血液流速的基本理论，搭建了光声测速/成像实验系统，并开展了光声速度测量和成像实验。通过实验研究，获得了光声声压与流体速度间的定量关系，经实验验证流速测量的平均误差为8.2%，最大测速范围可达200 mm·s^-1。在此基础上，采用二维机械扫描的方式实现了分辨率为10 μm的光声形态/流速协同测量。

针对传统光栅耦合器在耦合过程中需要入射光倾斜一定角度且耦合效率低的缺点，提出了一种双层Si₃N₄减反射垂直光栅耦合器结构。基于时域有限差分法，对双层Si₃N₄薄膜结构的上、下层Si₃N₄厚度，下层Si₃N₄与光栅的距离及上、下层Si₃N₄之间的高度进行了详细讨论。分析结果表明，对于双层Si₃N₄减反射垂直光栅耦合器结构，横电波（TE）模式下在1550 nm波长处可以获得超过94%（-0.26 dB）的垂直耦合效率，3 dB带宽为107 nm（1485~1592 nm），具有良好的低损耗特性和带宽特性。同时，在现有加工工艺基础上，对该器件进行了容差分析。分析得知，当光纤光栅对准容差在-1.92~1.92 μm范围内、对准角度容差在-1.8°~1.8°范围内时，双层Si₃N₄减反射垂直光栅耦合器可以获得超过80%的耦合效率。

以硫代硫酸钠·五水合物(Na2S2O3·5H2O)、硝酸铋·五水合物(BiN3O9·5H2O)为硫源和铋源，尿素(CON2H4)为结构导向剂，制备了纳米棒状结构的硫化铋(Bi2S3)，使其原位生长在MIL-125(Ti)的笼状结构表面。PEC性能测试显示，在0.5 mol·L-1的硫酸钠电解液(pH=6.0)中，Bi2S3/MIL-125(Ti)0.07(MIL-125(Ti)加入量为0.07 g)的复合材料表现出最高的光电性能。光电性能的显著增强主要取决于Bi2S3/MIL-125复合材料的带隙重整效应，对紫外光以及可见光的吸收能力显著提高。但由于Bi2S3/MIL-125光电极与电解液界面之间的电子转移缓慢，为了改善Bi2S3/MIL-125光电极的界面电荷转移动力学性能，利用热还原法引入Ag NPs对Bi2S3/MIL-125光电极进行修饰，制备出的Ag-Bi2S3/MIL-125光电极加快了界面间的电子转移。在-0.5~-0.8 V(versus Ag/AgCl)，Bi2S3/MIL-125(Ti)0.07的最大饱和光电流(-0.90 mA·cm-2)是未修饰的Bi2S3(-0.61 mA·cm-2)的1.5倍；Ag-Bi2S3/MIL-125(Ti)0.07的最大饱和光电流(-1.87 mA·cm-2)是未修饰的Bi2S3(-0.61 mA·cm-2)的3.1倍。

以凹凸棒石黏土基气凝胶为精油载体制备高载量香氛剂并实现精油长效控释。以凹凸棒石为三维网络骨架、以植物纤维为增韧补强材料, 制备了一种高比表面积、高孔隙率和优良机械加工性能的的凹凸棒石/植物纤维复合气凝胶。该气凝胶对甜橙精油的负载率高达96%且挥发残油率低(<5%)。疏水改性提高了气凝胶对精油的负载率并显著延长精油缓释时间。精油挥发均呈现短暂快速下降、稳定释放、缓慢下降3段变化规律, 展示复合气凝胶对精油挥发的良好控速能力: 体积为4 cm3的香氛剂在60 ℃实验温度下可维持80 mg/h恒速释放27 h, 累计释放时间为31 h; 精油控释速率随气凝胶体积增大而增大, 在1 cm3后逐渐趋近平台值; 精油在气凝胶中的释放行为符合Korsmeyer-Peppas模型, 属于Non-Fickian扩散。

激光热疗是多种眼底视网膜疾病的首选疗法。然而，激光参数选取不当造成的感光细胞损伤概率可达50%以上。构建准确的全眼三维传热模型可为临床医生选取激光参数提供依据。为此，本团队基于真实眼球结构建立了全眼宏观传热模型，通过数值模拟分析了人眼外部环境、眼前部组织吸收和脉络膜血流灌注对激光手术过程中眼底温度分布的影响。结果显示：角膜与环境间的对流换热会导致眼球温度发生变化，但对眼底手术的影响较小；在临床常用的450～900 nm波段内，不考虑眼前部组织对激光能量的吸收时，眼底各层温升误差可达24%；脉络膜血流灌注项对激光手术中眼球温度分布的影响主要取决于脉宽，经瞳孔温热疗法下考虑和忽略脉络膜血流灌注效应时眼底温升分别为11.54 ℃和21.15 ℃，计算误差可达83%。

太田痣激光热疗的原理是用激光能量崩解真皮增生的黑色素，但表皮正常黑色素同样吸收激光能量，需要对其进行预冷却以避免热损伤。已经成功应用于辅助治疗葡萄酒色斑的瞬态制冷剂喷雾冷却很有潜力，但需进一步提高冷却能力并缩短液膜残留时间以避免对激光能量的衰减和皮肤感染。具有低沸点、高潜热、低全球变暖潜能值的R-32制冷剂有望成为R-134a和R-404A制冷剂的替代品。搭建了制冷剂瞬态喷雾冷却与激光能量衰减测试系统对喷雾冷却性能开展了实验研究。R-32制冷剂喷雾冷却下的热流密度峰值最大(519.0 kW·m^－2)且液膜残留时间最短(142 ms)，对755 nm和1064 nm的激光能量衰减最小。在喷雾开始63 ms后，R-32制冷剂喷雾对1064 nm激光的能量衰减小于6%。R-32制冷剂喷雾的冷却能力强，液膜残留时间短，对激光衰减小且对环境友好，表明R-32制冷剂具有较好的临床应用潜能。

纳米金颗粒可以有效增强激光诱导光学击穿效应,但不同脉冲激光下激光诱导光学击穿的机理不同。为了从微观角度揭示纳秒和飞秒激光照射纳米金颗粒过程中颗粒内部的光热转换和环境介质的变化,建立了脉冲激光加热水介质中纳米金棒的电子-声子双温度模型,结合实验研究,分析了不同激光能量密度和脉冲宽度对光热转换过程的影响,以及纳米金棒微观熔化特性的差异。结果显示,纳秒和飞秒激光照射下纳米金棒内部的电子和晶格温度的变化趋势基本一致。飞秒激光照射时纳米金棒的熔化阈值约为纳秒激光照射时的1%,纳秒激光照射时纳米金棒周围的水温更高。飞秒激光照射时纳米金棒形貌的改变主要以机械碎裂为主,而纳秒激光作用下则主要以热致纳米金棒熔化为主。

为了研究雷达高度表相对于地面运动时天线主瓣照射区内多普勒谱分布规律，建立了大地回波宽多普勒带模型，利用基于等多普勒带、等距离环的网格映像法将波束照射区划分为若干矩形散射网格，采用等多普勒带内各矩形网格回波功率叠加的方法对回波多普勒功率谱进行仿真，克服了基于极坐标积分法计算繁琐且不利于后续工程实现的缺点，仿真结果与理论值相符，表明模型合理，最后分析得出了雷达高度表在不同高度及速度下多普勒谱分布规律，为后续雷达高度表的回波模拟提供了理论支撑。

以钨酸(H2WO4)为钨前驱体，十二烷胺(DDA)为模板剂，利用模板剂的结构导向功能，合成了比表面积为57.3 m2·g-1的介孔三氧化钨(DDA-WO3)，是未用DDA制备的非介孔WO3(H2WO4-WO3)的2.35倍。X射线衍射(XRD)结果表明，400 ℃下煅烧的DDA-WO3是具有单斜晶型结晶孔壁的无序介孔结构。此外，400~550 ℃下煅烧的DDA-WO3的结晶度均高于同条件的H2WO4-WO3。400 ℃下的DDA-WO3/FTO(掺氟氧化锡)在1.0 V的Ag/AgCl偏压作用下，可以产生0.18 mA·cm-2的饱和光电流,是H2WO4-WO3/FTO(0.06 mA·cm-2)的3倍。增强的光电化学(PEC)活性主要因为DDA-WO3/FTO的大表面积降低了低结晶度对PEC性能的不利影响，成为影响PEC活性的主要因素。500 ℃煅烧导致了DDA-WO3/FTO介孔结构的坍塌，但高的结晶度仍然保持其优越的PEC催化活性。