铜质文物是中国古代文明发展历程的重要物质载体, 具有多重价值。 铜质文物在埋藏和保存过程中会发生腐蚀, 导致器物表面被多种锈蚀产物覆盖。 各类锈蚀产物对文物稳定性的影响不同, 其中含氯锈蚀产物最受关注, 因其多与“青铜病”有关。 “青铜病”是一种由氯离子引发的快速腐蚀现象, 可能对铜质文物的本体造成严重危害。 因此, 锈蚀产物的快速、 准确鉴定对铜质文物的保护与研究具有重要意义。 本研究以中国国家博物馆藏铜半结跏泥金观音表面锈蚀产物为研究对象, 综合利用大幅面X射线荧光成像（MA-XRF）、 光纤反射光谱（FORS）、 扫描电镜能谱（SEM-EDS）、 激光共焦显微拉曼光谱（Raman）几种方法对锈蚀产物成分结构及分布位置进行分析研究。 研究结果表明该观音造像表面锈蚀产物主要包括碱式氯化铜（氯铜矿和斜氯铜矿）和蓝铜钠石。 此外, 还发现了一种含锌的碱式氯化铜, 推测其分子式为Cu3.52-3.64Zn0.36-0.48(OH)6Cl2。 这类锈蚀产物在铜质文物表面鲜少发现, 该研究结果为其鉴定研究提供了新的参考数据。 综合各类分析结果, 进一步揭示了观音造像表面各类锈蚀产物的分布情况, 确定了碱式氯化铜主要分布于观音造像头冠部、 面部、 手部、 腿部、 底座、 足部等位置。 研究结果为准确判断该件文物受“青铜病”影响的严重程度提供了科学依据, 对该观音造像的合理有效保护具有重要意义。 广域和微区分析方法的有效结合也为铜质文物锈蚀产物分析提供了新思路。

铁质文物是我国文化遗产的重要组成部分。 由于化学性质较为活泼, 铁质文物易发生腐蚀劣化。 锈蚀产物对铁质文物的稳定性有较大影响, 因此判断铁质文物锈蚀产物的组成特征, 对于铁质文物稳定性评估具有重要意义。 以赤铁矿（α-Fe2O3）, 磁铁矿（Fe3O4）, 四方纤铁矿（β-FeOOH）三种铁质文物的锈蚀产物为研究对象, 采用拉曼光谱成像结合主成分回归法（PCR）和偏最小二乘法（PLS）, 同时结合多种预处理方法, 构建了两组二元混合锈蚀（α-Fe2O3+Fe3O4, α-Fe2O3+β-FeOOH）的定量模型。 结果表明, 对于α-Fe2O3+Fe3O4二元体系, PCR和PLS算法构建模型的定量效果基本一致, α-Fe2O3和Fe3O4的PLS定量模型结果均表明, 一阶导数+Savitsky-Golay（S-G）平滑（9）条件下建模效果最好。 对于α-Fe2O3+β-FeOOH二元体系, PLS方法所构建模型优于PCR方法, α-Fe2O3和β-FeOOH的PLS定量模型结果均表明, MSC+S-G平滑（5）条件下建模效果最好。 研究结果为定量评估铁质文物锈蚀产物的化学稳定性提供了有效方法。

铁质文物是人类重要的文化遗产, 对于研究人类社会的发展与进步具有重要意义。 铁的活泼性较强、 容易发生腐蚀等特点使铁质文物成为金属类文物保护工作中的难点之一。 目前对于铁质文物保护修复和铁锈蚀产物定性分析研究较多, 而开展铁锈蚀产物定量表征的研究相对较少, 锈蚀产物的复杂性也增加了定量分析的难度。 为了解铁质文物锈蚀产物的成分及评估其稳定性, 建立一种定量分析铁质文物锈蚀产物的方法是十分必要的。 以铁质文物常见5种锈蚀产物(α-Fe2O3, Fe3O4, α-FeOOH, β-FeOOH, γ-FeOOH)为研究对象, 通过制作锈蚀产物模拟样品(三组二元混合物体系和一组四元混合物体系), 利用红外光谱结合TQ Analyst分析软件中经典最小二乘法(CLS)、 主成分回归法(PCR)和偏最小二乘法(PLS)分别对四组混合物构建定量分析模型。 研究结果表明, 三种定量分析模型中PCR与PLS均适合用于建立铁质文物锈蚀产物定量模型, 其校正均方根误差(RMSEC)和预测均方根误差(RMSEP)均较小、 相关系数接近于1。 定量模型具有良好的预测性和稳定性, 故可为定量分析铁质文物锈蚀产物, 进而为评估铁质文物化学稳定性提供依据。

本文采用激光拉曼光谱仪(Raman)、傅立叶变换显微红外光谱仪(FT-IR)、X射线衍射仪(XRD), 结合三维视频显微镜、场发射环境扫描电子显微镜-能谱仪(SEM-EDS), 对中国国家博物馆馆藏汉代瓦当基体及其表面析出物进行分析鉴定。通过显微观察发现瓦当表面析出物主要有两种, 即黄白色块状物和由非常细小的白色绒毛状物质组成的针状物。通过四种仪器分析结果相互印证, 确定黄白色块状物的主要成分为碳酸钙, 白色针状物的主要成分为Ca3(CH3COO)3Cl(NO3)2·6H2O, 一种陶质文物在酸性环境中形成的有机酸钙盐。建议将陶质文物从酸性环境中移出并进行脱盐处理, 储存在无酸环境中。光谱分析法可为陶质文物表面析出物成分的确定提供强有力的技术支持, 其科学的检测分析数据对探究文物病害产生的原因以及文物保护修复方案的制定提供必要且充分的保障。

锰(Mn2+)离子掺杂的全无机CsPbCl3钙钛矿量子点具有独特的光学特性和纳米级颗粒尺寸, 在Mini/Micro-LED显示器件中具有巨大的应用潜力。然而, 当前CsPbCl3∶Mn2+钙钛矿量子点的荧光量子效率较低, 无法满足实际应用需求。针对此问题, 本文采用热注入法制备了钾(K+)离子和Mn2+离子共掺杂的CsPbCl3钙钛矿量子点, 合成的CsPbCl3∶(K+, Mn2+)钙钛矿量子点具有双光发射特性, 其发光主要来源于钙钛矿激子和掺杂的Mn2+离子。通过优化K+离子的掺杂浓度, CsPbCl3∶(K+, Mn2+)钙钛矿量子点的荧光量子效率从原始的16.5%提高到66.2%。同时研究了K+离子掺杂对CsPbCl3∶Mn2+钙钛矿量子点荧光性能的调控机制。研究结果表明, K+离子的掺杂能够有效抑制CsPbCl3∶(K+, Mn2+)钙钛矿量子点中本征缺陷态以及Mn-Mn二聚体或Mn相关缺陷态, 进而增强了量子点中载流子的辐射复合发光。得益于异质离子掺杂的调控策略, 此类掺杂型钙钛矿量子点有望应用于Mini/Micro-LED显示领域。

针对DDE-MRR算法存在的过早成熟和收敛过慢等缺陷, 提出了一种新的DDE算法, 用于电子对抗中协同干扰资源分配问题的求解。该算法首先依据协同干扰资源分配问题中存在的D/N不对等现象, 重构了种群样本, 然后基于DE/best/1策略对种群样本进行变异操作, 最后通过贪婪机制实现样本更新。设计了3组仿真实验, 对改进算法的收敛性和数值结果进行了验证分析, 结果表明: 改进算法收敛速度更快、计算结果更优, 能够较好地解决电子对抗中的协同干扰资源分配问题, 具备一定的实用价值。

对截止2015年3月拉曼光谱在文物考古领域应用的文献进行了梳理, 分析了国内外拉曼光谱在文物考古领域的应用态势。 从SCI/SSCI期刊库及中国知网期刊库及特刊库, 检索了涉及拉曼光谱在文物考古领域应用的英文文献992篇, 中文文献160篇。 采用文献计量学的方法, 分析了文章发表的年代分布、 期刊分布、 研究机构分布以及研究机构之间的合作关系、 文章被引频次等状况; 比较了国家地区之间研究实力的差异, 国内外研究水平的差距。 结果表明, 进入21世纪以来, 国内外拉曼光谱在文物博物馆领域的应用均显著增加, 但国内与国外在文章发表数量、 被引频次等指标上均尚存在一定差距。 文献分析的结果同时也表明, 在该领域存在着机构间、 国家间等不同层面的广泛合作。 以上结果可以为今后国内文物博物馆领域提高拉曼光谱的应用水平提供参考。

为了降低紫外高分辨率罗兰光栅的像散对光谱像高展宽的影响, 提出了在罗兰圆上使用球面波非对称曝光设计思路。 推导完全校正离焦和子午彗差的表达式, 讨论了多种罗兰光栅记录结构的局限性, 优选适合校正紫外高分辨率罗兰光栅的优化方法。 通过全息光栅像面展宽表达式, 指出像散和弧矢彗差是影响光谱像高的主要因素, 并分配了两者的优化权重。 利用这种优化思路, 设计了工作波段110～200 nm紫外高分辨率罗兰光栅, 同时对比分析了传统光栅的像差系数和像高变化规律、 像面结构和光谱分辨率。 结果表明, 和传统罗兰光栅分辨率处于同一数量级的情况下, 所设计光栅光谱像高由25 mm降低到1.5 mm, 谱面能量集中度有显著的提高。