随着搭载平台技术的不断进步，对成像光谱系统的尺寸提出了更高的要求，轻量化、小型化成为成像光谱仪的重要发展方向。针对上述问题，本文设计了一种具有轻小型化特点的自准直型短波红外高光谱成像系统。通过对系统矢量形式的理论推导，得到满足高光谱分辨率、小尺寸要求的自准直系统的初始结构，并逐步进行优化。同时，在狭缝处引入一块平面反射镜，对望远系统进行折叠，避免狭缝与探测器干涉，并进一步压缩系统的尺寸。最终设计的成像光谱仪工作波段为1610~1640 nm，F数优于3，在奈奎斯特频率为 20 lp/mm 时，调制传递函数（MTF）均优于0.8，全视场均方根半径（RMS）均小于7 μm，光谱分辨率均优于0.1 nm。光学系统尺寸优于460 mm×150 mm×150 mm。本文研究为短波红外波段高光谱探测成像光谱仪实现轻量化、小型化设计提供了一定的理论基础。

为了实现差分吸收激光雷达对臭氧浓度和气溶胶的同时探测，对常见的三通道分光光谱仪进行改进优化。确定光谱仪初始结构后，使用光栅方程对四通道的摆放位置进行计算分析。使用球面镜和全息光栅，通过添加距离约束，将四个光谱通道控制在合理的机械结构范围内，最终设计了一款四通道分光、低F数的光谱仪系统。该系统使用圆阵列转线列光纤，提高了接收系统对大气回波信号的接收强度，实现了对266，289，316，532 nm回波信号强度的精确探测。设计结果表明，光谱仪系统可连接0.12数值孔径的线列光纤，在266，289，316 nm光谱分辨力优于0.5 nm，在532 nm处光谱分辨力优于1 nm，满足激光雷达探测光谱分辨率的要求。分析了光谱仪出射狭缝的曲率半径和圆心位置。该设计可实现激光雷达对气溶胶和臭氧的同时探测，简化了系统结构。

甘肃省是我国石窟寺分布最为广泛的区域之一， 且多文明于世界。 云崖寺位于庄浪县， 初兴于北魏， 发展于北周， 繁荣于明代， 是陇东地区极为重要的石窟。 此处明代彩塑在石窟中独树一帜， 因文物价值高、 造型精美、 保存完整而备受关注， 对研究佛教艺术具有极为重要的价值。 以云崖寺石窟6号窟和7号窟彩塑为研究对象， 综合运用可见光摄影、 红外摄影、 超景深显微镜（OM）、 扫描电子显微镜及能谱（SEM-EDS）、 X射线衍射（XRD）、 便携X射线荧光（XRF）、 激光拉曼（Raman）等技术进行制作材料与工艺分析。 结果显示， 此处彩塑制作工艺与甘肃地区传统彩塑制作工艺相一致， 结构为骨架层、 泥塑层和彩绘层。 其中， 骨架层分两种， 即木骨架、 石胎结合木骨架。 石胎为崖体， 主要成分为石英、 钠长石、 钾长石、 微斜长石、 针铁矿等， 是典型的砂岩; 泥塑层分为粗泥层和细泥层， 制作时向内加入麦秆和麻作为添加材料， 主要成分有石英、 钠长石、 斜长石。 彩绘层由颜料层和金层组成， 其中， 红色颜料为朱砂和铅丹、 棕色颜料为铁红、 绿色颜料为氯铜矿、 白色颜料为白垩、 黑色颜料为炭黑， 7号窟部分彩塑使用雌黄作为橙色颜料。 彩塑在领口、 袖口、 纹样等多处使用沥粉贴金， 与贴金、 泥金、 拨金相比， 沥粉贴金更为立体， 增强了彩塑的庄重感和审美效果。 利用红外摄影获取油烟污损、 积尘等病害下的服饰纹样、 基座图案。 该工作全面分析了云崖寺明代彩塑制作工艺与材料， 有助于我国中小型石窟的系统研究， 亦可为此处石窟寺文物后续保护提供科学依据。

集成电路产业的不断发展以及行业对高能效的不断追求使得工艺尺寸不断缩小, 越来越多的电路工作在亚阈值区, 工艺参数波动导致电路延时呈现非高斯分布。统计静态时序分析作为先进工艺下用于分析时序的新手段, 采用将工艺参数和延时用随机变量表示的方法, 可以加速时序收敛, 显示预期成品率。文章主要研究了亚阈值电路单元延时波动的统计建模方法。分别对单时序弧和多时序弧的蒙特卡洛金标准数据进行建模研究。提出了单时序弧单元延时的分布拟合统计建模方法, 其误差小于6.30%。提出了多时序弧单元延时人工神经网络统计建模方法, 其误差小于4.95%。

对传统中阶梯光栅光谱仪级次重叠的问题进行分析，采用声光可谐调滤波器（AOTF）结合中阶梯光栅的方法实现光谱级次分离，研究并设计了小型、灵敏、超高光谱分辨率的光学系统结构。利用CODEV软件对成像光谱仪的初始结构进行优化，得到一种结合AOTF与中阶梯光栅的小型化超高光谱分辨率成像光谱仪。与交叉色散方案相比，中阶梯光栅与AOTF结合的技术将得到更高的信噪比，并弥补了中阶梯光栅体积大、质量重的缺陷，工作波段在2320~4250 nm时，系统F数小于1.8，并获得优于0.15 nm的超高光谱分辨率，在奈奎斯特频率为17 lp/mm条件下整体调制传递函数（MTF）>0.7，各视场全波段弥散斑均方根（RMS）半径<11 μm。该成像光谱仪提供了一种大气微量成分高精度、高灵敏度测量的方案，与其他的高分辨率红外光谱仪相比，其更容易安装在空间资源有限的行星或星际航天器上。

线偏振超连续谱光源是具有线偏振特性的宽光谱激光光源，是连接偏振光学与非线性光学的一个很好的纽带，在高光谱成像照明、光学相干层析等领域有重要应用。近几年关于线偏振超连续谱的研究报道逐渐增多，研究人员已经针对线偏振超连续谱的偏振度提高、相干性增强、光谱平坦度提高、功率提升以及光谱拓展等重点问题开展研究工作，并取得重要进展。本文介绍线偏振超连续谱的研究进展，总结分析线偏振超连续谱产生中的关键技术，并介绍与分析两种针对线偏振超连续谱的偏振消光比测量方法。

基于层状双氢氧化物(LDHs)结构可重建性, 制备亚硝酸根插层的LDHs。将亚硝酸根插层的LDHs作为新型降铬外加剂掺入水泥, 研究LDHs降铬效率、耐存储性和球磨温度处理条件下的稳定性, 并揭示其还原和固化水泥中可溶性Cr6+的作用机理。结果表明, 与水拌和后LDHs-NO2层间释放的亚硝酸根离子能够快速还原水泥中的Cr6+, 有效降低可溶性Cr6+含量。掺入0.2%(质量分数)LDHs-NO2可使水泥中可溶性Cr6+含量从40.26 mg/kg降至9.36 mg/kg, 同时水泥3 d抗压强度增加约2 MPa。还原后的Cr3+与层板中的Al3+进行离子交换进入LDHs层板, 从而实现稳定的化学固化。亚硝酸根插层LDHs的还原效率优于FeSO4·7H2O, 并且在长时间储存和球磨温度处理条件下仍能保持优异的还原能力。

电离层空间环境复杂，紫外波段辐射能量微弱，如何抑制远紫外高光谱成像仪杂散光是研究远紫外电离层高光谱载荷的重要环节。依据系统技术要求，给出单超环面光栅型高光谱成像仪杂散光抑制方法，首先分析杂散光的主要来源和传播路径，利用UG软件设计消杂光结构，使用LightTools软件仿真不同视场和不同光栅衍射级次下接收面的能量响应，评估杂散光抑制效果。结果表明：视场外杂散光能量和视场内光线能量量级相差10^-5~10^-7，光栅非工作衍射级次光线能量和工作级次能量量级相差10^-6~10^-8，中心波长处光谱杂光系数为0.9975%，所提方法满足空间远紫外高光谱遥感指标要求。

光谱学是利用光与物质的相互作用, 展示物质微观结构, 提供不同化学分析方式, 从而实现对物质的定量和定性分析。 壁画制作工艺分析中运用了大量的光谱分析技术, 该研究以北京延庆花盆关帝庙为例, 通过光谱及其他技术分析壁画的制作材料和工艺。 花盆关帝庙位于北京延庆区花盆村, 始建于清雍正四年(1726年), 是当时祭祀的重要场所, 也是延庆地区关帝庙的典型代表之一。 运用X射线衍射、 拉曼光谱和激光粒度分析仪等一系列光谱技术发现关帝庙壁画的地仗层成分为石英、 方解石和钠长石, 白粉层成分为石膏, 颜料层中红色颜料为铁红、 铅丹和朱砂, 蓝色颜色为蓝铜矿, 黄色颜色为铬黄, 黑色颜色为炭黑, 白色颜料为石膏, 绿色颜色为巴黎绿、 绿土和铬绿。 沥粉贴金工艺的胶结物为熟桐油和松香树脂, 金箔采用含金量86.1%的赤金。 拉曼光谱不仅可以辨析壁画颜料, 还能通过颜料历史研究佐证和丰富壁画修复历史信息。 结合文物光谱分析数据与文献资料, 充分挖掘文物背后的信息, 对研究和保护古代壁画有着重要意义。 通过花盆关帝庙壁画同面墙不同位置的壁画地仗层制作工艺的差异, 说明壁画制作材料和工艺受位置影响。 期待日后研究者通过研究壁画制作材料和工艺差异, 发现符合规制的典型壁画案例, 通过梳理壁画不同位置制作材料与工艺, 总结历代壁画制作规制。