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。

由于转盘电极原子发射光谱（RDE-AES）技术具有操作简单、无须制备样品、结果可靠性强等优良特性，被广泛应用于油液检测。但该技术采用的光源主要是电弧，由于电极磨损导致放电间隙改变造成的电弧不稳定等原因导致最后采集的光谱数据所分析的结果与实际存在误差。本文提出了一种基于“双转盘”电极结构的原子发射光谱油液检测装置的检测方法，即将传统“棒-转盘”电极结构中的棒电极更换为可以旋转的转盘电极，其显著优势是减小了电极磨损所带来的检测误差。对其结构进行物理建模，通过COMSOL多物理场仿真软件对电弧激发的过程进行了仿真，采用控制变量法研究了电极间隙、油膜厚度、外加激励三个主要变量对电弧激发效果的变化规律的影响，得到了影响因素与电弧激发时刻和激发瞬时温度的关系曲线图，并根据仿真结果进行了参数优化。仿真结果显示，“双转盘”电极结构较传统结构的激发效果有了明显改善，激发时间和激发温度都有一定的改善，尤其在大批量检测时电弧激发效果稳定，验证了该方法的先进性和实用性，为转盘电极原子发射光谱油液检测方法的进一步深入研究提供了分析支持。

面对热电厂中存在的高温蒸汽管路输送距离长、泄漏点难以寻找的问题，搭建分布式光纤测温系统，对蒸汽管路的温度场进行监控。系统根据拉曼散射原理解调出了管道沿线铺设光缆中反射光信号内含有的温度信息，并根据光时域反射技术将温度与对应的管道进行位置匹配。同时系统通过卡尔曼滤波算法对解调出的温度信号进行了滤波，结果证明卡尔曼滤波能够将系统测量的温度波动降低至1℃。

地下水重金属污染正在严重威胁环境安全和人体健康。荧光探针检测技术因具有灵敏度高、选择性好等优势，已成为检测重金属离子浓度的常用方法之一。受限于光源和光学系统的体积与成本等因素，现有重金属荧光检测装置无法满足现场原位检测需求。本文研制了一种地下水重金属荧光原位检测装置，其光学探头以紫外发光二极管（LED）为光源，采用共聚焦光路设计，荧光收集角范围可达102°，外径不超过60 mm，实现了小型化和低成本化。同时，以商用化台式荧光分光光度计作为参照设备，搭载相同的二价汞离子（Hg²⁺）荧光探针，开展了对比性能测试。实验结果表明，本文研发的装置具有良好的稳定性和线性响应特性，相关系数R²为0.989，检测限可达到1.47×10^-9，各项性能参数不亚于台式荧光分光光度计。

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%。

近红外光谱作为一种无损检测技术被广泛应用于农业、 制药、 食品等领域的多组分品质快速监测。 微生物的快速准确检测, 在临床诊断、 制药和食品加工等领域一直是一个难题。 微生物菌体细胞壁、 细胞膜及细胞内生物大分子和水的近红外光谱具有高度特异性, 因此可以使用近红外光谱快速识别和分类不同的微生物。 通过对相关文献的归纳整理与分析提炼, 对近红外光谱技术在微生物检测中的研究进展做综述。 对微生物的基本知识和近红外光谱技术鉴定微生物的基本原理进行了介绍, 并重点综述了近红外光谱技术在微生物分类、 食源性微生物检测和成像微生物检测等方面的国内外研究进展, 最后对近红外光谱技术目前存在的问题和未来的应用前景进行了展望, 以期为今后在微生物检测领域更好地利用近红外光谱提供参考。

目前，辅助激光临床治疗鲜红斑痣所使用的R134a制冷剂喷雾冷却冷量不足，导致表皮黑色素含量高的患者的治疗效果较差。R404A以其更强的冷却能力具有取代R134a的潜力。本文通过实验定量研究了喷雾距离和时间对R404A喷雾冷却类皮肤表面动态传热的影响，并分析了不同工况下传热规律的相似性。结果表明：增加喷雾时间，可以延长对表皮的冷却保护时间；喷雾距离对表面温度的影响取决于时间尺度，短时间喷雾(20 ms)下，表面最低温度T_min随着喷雾距离的增大而升高，而长时间喷雾下(100 ms)，表面最低温度T_min在喷雾距离为30 mm时达到最小值；表面的最大热流密度q_max和最大换热系数h_max随喷雾距离增大而单调递减，与喷雾时长无关。通过理论分析提出了无量纲热流密度随无量纲时间变化的关系式。本研究结果对R404A喷雾冷却未来的临床应用具有重要的指导意义。

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。

特定动态目标的快速检测及跟踪，是计算机视觉领域重要的课题。改变特征图在YOLOv3卷积神经网络中的选取位置，通过收集相关网络数据(类似模式分析、统计建模和计算学习视觉对象类别数据集合，即PASCAL Visual Object Classes数据集)构建自定义数据集合进行训练，使用面积的交并比完成辅助类别的联合，构建了能够实时检测特定目标在相关可视对象类检测数据集合上mAP@75达到47.41的检测器。联合卡尔曼滤波和匈牙利算法，通过将面积信息加入到匈牙利算法的代价矩阵中，改善了使用原方法产生大量ID切换(ID switch)的问题。该方法满足快速识别与跟踪的要求，在使用一张NVIDIA GeForce GTX 1060 6GB GPU条件下，平均速度能达到0.109?7?s/帧。