可见光通信（VLC）技术巧妙地融合了通信和照明或显示功能，为通信提供了高效便捷的方案。有机电致发光器件（OLED）作为最接近自然阳光的人造光源，在可见光通信系统的发射端展现出巨大的应用潜力。然而，受制于有机发光染料激子辐射复合速率较慢的限制，OLED在高频信号激励时响应速度较慢。为了克服这一限制，我们提出利用微腔结构，旨在通过微腔效应增强有机发光分子的自发辐射速率，从而改善器件的频率响应。研究结果表明，特定腔长的光学微腔引发的Purcell效应能够提升特定波长的光子态密度，从而加速其自发辐射速率。这种增强效应成功地将调制带宽从4 kHz提高到7 kHz，拓展了近75%的响应频率范围。

SO₂紫外相机因在时间分辨率、空间分辨率、探测灵敏度以及探测精度等诸多方面均具有显著优势而成功应用于火山活动监测及其动力学研究。为解决紫外相机反演SO₂排放速率容易受烟羽湍流及图像低对比度影响等问题，提出了融入神经网络的光流算法。首先，基于大气紫外辐射传输特性，阐述了SO₂紫外相机的工作机理及SO₂浓度图像的反演方法；其次，将神经网络融入光流算法，实现了火山烟羽图像中SO₂排放速率的精确反演；最后，与传统光流法进行对比，论证了神经网络光流算法的科学性及优越性与精确性。实验结果表明：在图像低对比度及烟羽湍流效应的双重影响下，神经网络光流法可以把边缘反演的误差从94%降低至5%，显著提高了SO₂排放速率反演的精确性。

随着页岩气的开发, 传统的手持式甲烷测量仪无法继续应对复杂的开采工况。 针对页岩气开发过程中温室气体甲烷的浓度及排放速率难以实时在线监测的问题, 利用自主设计并搭建的开放光程傅里叶变换红外光谱(FTIR)测量系统, 对页岩气开采过程中各种工况下返排液进行实时在线测量。 其中FTIR分辨率为1 cm^-1, 光程为50 m, 红外光源通过返排液正上方被光谱仪接收。 对测量所得的红外光谱进行多次平均, 提高光谱质量并进行反演计算。 从HITRAN数据库中提取甲烷特征吸收截面, 考虑环境与仪器等影响, 对测量温度进行修正, 选取合适的吸收波段, 与水汽的吸收截面进行吸收峰叠加, 合成标准光谱。 使用最小二乘法对实测光谱与标准光谱进行拟合, 从而反演出甲烷浓度。 并根据返排液排放速率, 结合光路通过返排池的距离及红外光谱反演浓度, 对页岩气开采过程中甲烷排放速率进行计算。 结果表明: 不同开采工况下, 光谱反演浓度呈明显起伏变化。 更换三项分离器时, 甲烷浓度有明显上升; 在点燃火炬时, 甲烷浓度持续低值; 其红外光谱反演浓度符合页岩气开采过程中甲烷排放情况。 改变测量光谱平均次数, 对返排液甲烷进行单位小时和连续80小时测量并分析。 在单位小时内, 甲烷浓度在100~800 μmol·mol^-1范围内呈现明显起伏变化; 甲烷的排放速率在50~300 m³·h^-1内波动。 对返排液进行80小时连续测量, 甲烷浓度最大值为936.4 μmol·mol^-1, 其最大排放速率达到535.1 m³·h^-1; 最低值为36.82 μmol·mol^-1最小排放速率为18.63 m³·h^-1。 反演数据结果说明: 在页岩气开发过程中, 其返排液为一个无组织甲烷排放源, 且排放速率在短时间内变化十分明显。 红外光谱反演浓度和传统手持式甲烷测量仪测量结果具有较好一致性, 相关系数为0.743 6。 相对于传统手持式甲烷测量仪器, 红外光谱反演法具有响应速度更快, 非接触远距离, 实时在线测量等优势。