对物证的传统光学检验存在不便获取样本空间结构、针对性差、操作过程繁琐等不足。光学相干层析技术（OCT）具有原位、非侵入、高分辨率、高速、低成本等优点，在法庭科学领域有很大应用潜力。通过文献分析，阐述OCT的成像原理，针对此技术在法庭科学的不同研究方向，如指纹检验、法医学检验、文件检验、生物物证检验等，论述了OCT在物证鉴定领域应用的可行性，展望了OCT在法庭科学领域中的研发思路、方法及应用前景。

提出了一种干涉型微纳光纤磁场传感器，由微纳光纤干涉仪和TbDyFe 超磁致伸缩棒构成，单模光纤经过熔融拉锥形成双锥型微纳光纤干涉仪，与TbDyFe 超磁致伸缩棒平行固定封装，磁场作用下磁致伸缩棒和微纳光纤干涉仪发生轴向应变，引起干涉谱的波长漂移，形成波长编码型的光纤磁场传感器。实验结果表明，相同应变特性的微纳光纤干涉仪，磁致伸缩棒直径越小，磁场灵敏度越高，直径为2 mm的TbDyFe磁致伸缩棒组成的光纤磁场传感器灵敏度可以达到0.178 nm/mT，该传感器结构简单，易于制备，成本低廉，响应快，可以实现微弱磁场的高灵敏探测。

碳烟主要是烃类燃料不完全燃烧生成的产物, 其对人类健康、 空气质量以及燃烧装置的使用寿命都会产生有害影响。 碳烟生成是一个复杂的物理化学过程, 控制碳烟排放, 需要克服碳烟生成和燃烧过程中物理和化学演化的巨大差异, 这些差异表现为对碳烟纳观结构和表面官能团随碳烟氧化活性反应变化的深入探索研究。 近些年, 研究人员对碳烟的生成机理开展了系列研究, 对碳烟生成各个物理化学反应阶段有了一定认识。 结合光谱诊断技术可深入了解燃烧系统碳烟形成过程, 确定碳烟颗粒分子组成、 精细结构、 浓度分布等特征, 也可从碳烟结构变化、 黑体辐射强度等方面详细了解碳烟形成过程。 该文旨在阐述光谱诊断技术对烃类火焰碳烟表征的研究进展和发展趋势, 探讨LIBS, LII和LIF等作为诊断工具在包含背景辐射的火焰中检测碳烟生成过程产生辐射强度准确性等问题。 主要介绍了烃类火焰碳烟的形成机理(从前驱体产生、 生长到颗粒生成、 凝聚, 最后进行颗粒氧化)。 总结了探测碳烟性质光谱诊断方法的应用以及光谱诊断技术对燃烧过程中碳烟表征的研究现状, 包括对碳烟体积分数、 温度和基于图像处理的碳烟结构表征, 反应碳烟前驱体(多环芳烃)、 反应气氛、 温度等对碳烟颗粒物生成的影响。 最后, 对光谱诊断方法在碳烟中的应用进行展望。 未来光谱诊断方法将会呈现对碳烟生成化学反应机理进行更细致准确的研究、 降低不均匀碳烟对火焰图像造成影响、 优化光谱诊断测量方法对火焰中多种气体组分及生成碳烟浓度进行同时采集和实时在线监测等发展趋势。 光谱诊断方法和图像分析在均相燃烧火焰碳烟中的分析将为推动清洁燃烧和为非均相流动领域研究提供思路并具有重要的科学指导意义。

胶带是犯罪现场常见的作案工具，胶带上留有的指印等物证有重要意义，然而现场发现的胶带通常会相互重叠粘连或者粘附在其他客体上，因此胶带粘面上指印的无损提取一直是刑事技术领域的难题之一。基于此，提出了一种基于光学相干层析（OCT）技术显现胶带粘面潜在指印和分离多层胶带重叠指印的方法。采用自主搭建的频域OCT系统对3种情形下隐藏在胶带粘面的潜在指印进行检测，通过可视化处理获取指印的二维截面图像、en face横截面图像、三维渲染图像并分析其产生机理。结果表明，OCT技术不但可以实现对单层胶带粘面上潜在指印的快速无损显现，而且可对多层胶带上重叠指印进行分离，同时能够消除多色背景图案的干扰，指印细节特征的质量清晰、数量充足。通过3D渲染可以观察到汗孔等三级特征的分布信息，为指印显现提供了新的技术和方法。

指印的光学无损提取在侦查破案中发挥了重要作用，纸张是各类案件中常见的载体，但其多属于渗透性客体，上面的潜在油脂指印提取难度较大。因此，通过实验探究各类纸张上潜在油脂指印的光学提取方法。用光滑、半光滑和粗糙三类共7种纸张作为承痕客体，用油脂、植物油、矿物油、香精油四类共6种油脂指印作为检材，基于全波段CCD照相系统对42份样品进行光学检验，并与自然光下的提取效果进行对比。实验结果表明，254 nm短波紫外反射照相的提取效果较好，但由于承痕客体、油脂对光的反射性质不同，指印提取结果也有所差异。该结论为现场指印提取提供了基础数据。

刑事技术领域中血痕的种属鉴定在判断案件性质、确定侦查方向等方面有重要作用，探索用光谱无损的方法进行种属鉴定。使用CRi Nuance光谱成像仪搭载MISytem 3.0光谱影像分析软件在450 nm~950 nm波谱范围内对30种载体上的人血痕迹样本、动物血痕迹样本、人血动物血混合血痕迹样本3类共计180组对象进行光谱成像分析，并用样本中两种物质的斜率之差分析实验结果。高光谱成像技术鉴别不同载体上人血和动物血及其混合血的实验结果表明，三种血痕在大多数载体上可被区分，区分率均在70%以上，为确定或排除嫌疑提供了参考。所提方法补充了血痕种属鉴定的方法体系，可在血痕鉴定领域进一步推广使用。

打印文书与印章交线先后顺序的判断是鉴定文件真伪和相对制成时间的关键内容。利用中心波长为900 nm的谱域光学相干层析（OCT）系统对激光打印机和喷墨打印机与油性和水性两种印油印章制成的若干相交线样本进行检测，通过获取的交线区域二维断层成像和三维立体图像，比较两类打印机制成的样本在OCT检验下的成像特征，进而判断朱墨时序。对120个样品，包括30组激光打印机与印油的朱墨时序样品和30组喷墨打印机与印油的朱墨时序样品进行了比较研究，每组样品均选取了多个区域重复测试。实验结果表明，激光打印机和喷墨打印机形成的相同朱墨时序样本的OCT图像在透射光亮度分布上形成的反差是不一致的，这可为判别打印文书和印章的交线顺序提供参考。

利用边缘光抑制技术，设计并研制了一套双光束激光三维直写光刻系统。该系统含有高速扫描振镜和三维纳米压电平台两组扫描机构，可以根据不同加工需求完成多种扫描模式下的微纳结构制造。分析了光刻光束中激发光与抑制光的能量变化对加工精度的影响，通过对光刻光束能量的精确控制，实现了基板表面最小线宽为64 nm的均匀线条和线宽为30 nm的悬浮线的稳定加工，加工结构的线宽变化符合理论预期。该系统在进行实用器件加工时，最高加工产率可达到0.6 mm²/min。使用该系统加工制造了多种微纳结构，证实了其具备加工大深宽比周期结构、复杂曲线结构和不规则三维结构的能力。

传统静电测量仪器存在成本高、精度低及使用复杂等难题, 本文提出了一种利用液晶材料的光电特性进行静电测量的简易方法。测量所使用的液晶器件采用多层基板叠加分压结构, 多层叠加基板的分压作用实现了对高压的测量和连续性测量。该静电测量装置可以实现高低压测量范围在器件的不同区域上同时测量。首先介绍了实现这种方法的器件和系统, 然后基于外部输入已知变化电压模拟不同带电人体, 通过理论分析和实验测试实现了液晶器件的标定, 最后利用人体实际测量以及施加另一组已知变化电压计算测量误差。实验数据结果表明, 液晶器件的测量误差不超过9%。基本满足静电测量的便捷、稳定可靠、精度高等要求。