利用高导电性的氮化钛纳米线作为聚苯胺的生长基质，有效减少电极材料的电荷传输电阻，提升聚苯胺的超级电容储能性能。以碳纤维作为柔性基底，采用晶种辅助水热结合电化学聚合法制备了柔性聚苯胺/氮化钛纳米线电极材料(PANI/TiN)，电极材料呈现高度有序的同轴核壳纳米线结构，且纳米线之间彼此分离，有利于电解液离子的传输，提升储能性能。电流密度为1 A/g时，比电容为403 F/g；电流密度从0.5 A/g增加到10.0 A/g时，比电容保持率为初始容量的53.4%，电流密度为5 A/g时，循环充放电1 000次后PANI/TiN的电容保持率为79.1%，与PANI相比均有较大提升，表明PANI/TiN具有较好的电化学储能性质。以PANI/TiN电极材料为电极构建柔性全固态对称型超级电容器(PANI/TiN//PANI/TiN)考察其应用性。PANI/TiN//PANI/TiN柔性超级电容器在电流密度为1 A/g时，比电容可达100.2 F/g，且在不同角度弯曲后比电容无明显衰减。当功率密度为500 W/kg时，能量密度可达50.1 W?偸h/kg，且1个单元的该超级电容器可驱动红色(1.8 V)发光二极管，具有较为广阔的应用前景。

以叶酸和N-(膦酰基甲基)亚氨基二乙酸为原料, 制备了具有丰富氮含量(10.0%)和高荧光量子产率(23.64%)的N,P-CDs。由于Hg2+与N, P-CDs之间的电子转移作用, N,P-CDs的荧光将被猝灭, 基于此构建了半胱氨酸/同型半胱氨酸(Cys/Hcy)增强型纳米探针。利用Hg2+和硫醇基团之间更强的相互作用, 实现Cys/Hcy的检测。Cys的测定在0.1~150 μmol/L范围内存在线性关系, Hcy的测定在0.1~100 μmol/L范围内存在线性关系, 检测限分别为30 nmol/L和50 nmol/L。此外, 本文所制备的N,P-CDs具有较强的抗基质干扰能力, 可用于自来水和尿液等真实样品检测; 因其超低的细胞毒性和出色的细胞渗透性, 可用于检测活细胞内的Hg2+/Cys, 在生物传感方面具有较为广阔的应用前景。

为了提升山区环境里无人机进行扫描时的飞行测量有效性和飞行效率，提出了一种结合传感器测量特性的路径规划方法，以激光传感器的最大测量距离和角度、飞行效率、巡检目标位置为约束，通过求解规划方程得到飞行的轨迹，从而保证无人机山区环境巡检的安全和效率。结果表明，结合Velodyne VLP-16，RS-LiDAR-16，HDL-32E 3种激光传感器的最大测量距离d以及测量角度θ等特性进行路径规划，规划优化效果分别达到了7.58%,11.18%,13.33%。该研究验证了山区激光扫描路径规划方法的有效性和正确性。

近年来, 环境内分泌干扰物愈来愈受到人们的关注。 对其用传统的检测技术分析, 过程复杂、 耗时长、 价格昂贵, 因此急需发展灵敏度高、 反应迅速快、 价格低廉的检测手段。 介绍了一种平面波导型阵列倏逝波荧光生物传感器, 在对系统光路参数进行模拟优化的基础上, 可实现24个传感位点的同步、 快速、 灵敏检测。 基于此阵列倏逝波荧光传感器, 运用间接竞争免疫检测模式, 优化并建立环境内分泌干扰物雌二醇的标准检测条件。 实验结果表明, 入射角在61.8°时, 系统灵敏度最高。 该方法对雌二醇检测线性检测区间为0.08~2.52 μg·L-1, 检测限为0.05 μg·L-1, 半抑制浓度为0.46 μg·L-1, 完成单次样品的检测时间为20 min。 利用该传感器对污水处理厂出水进行加标回收测试, 回收率在84%~120%之间, 相对标准偏差小于15%, 表明该方法能够用于实际水体中雌二醇的快速检测。

二价汞离子作为一种重要的环境污染物, 一直以来受到国内外广泛关注。 基于T-T错配的Hg2+检测极大依赖于汞选择性寡聚核苷酸(MSO)的设计, 利用SYBR Green I对目前所报道的汞离子探针进行了优化, 研究了若干种MSO探针与Hg2+的结合响应, 在对探针二级结构进行分析和讨论的基础上, 提出最优的富T探针序列, 并由此建立了一种基于SYBR Green I的水中汞离子快速、 便捷的荧光检测方法。 最终测得3种实际水样的加标回收率在82.8％~101.8％之间, 相对标准偏差小于15%, 表明该方法受环境基质的影响较小, 可应用于实际水样中的汞离子检测。

为实现激光束形状的二维整形,同时灵活适应入射光束发散角、尺寸等参数的变化,提高光束质量,提出了一种适用于大长宽比、变发散角的激光束二维变焦整形方法。该方法利用光线变换矩阵方法分析光路,采用柱透镜、球透镜对光束进行二维变焦整形,通过镜片位置和间距的动态调节,实现对光束在x，y两个维度上的尺寸、发散角共四个参数各自独立的调整,实时校正激光束的低阶像差,使出射光束始终保持为预定状态。试验研究表明,该方法具有光路结构简单、综合像差小、调节范围大等优点,能够显著改善高功率激光器的光束质量,尤其适用于具有大长宽比增益区的板条激光器和化学激光器的输出光束整形。

近年来, 重金属污染引起了人们广泛关注。 传统的重金属检测方法需要依赖大型仪器, 预处理繁琐耗时, 因此急需发展重金属的快速高灵敏检测技术。 基于金纳米颗粒(AuNPs)的比色法传感器具有分析操作简单、 灵敏度高、 成本低等特点, 在环境监测、 食品安全以及化学和生物分析领域得到了广泛关注和应用。 本文基于纳米金(AuNPs)特性与Fenton反应原理, 构建了一种用于水中Cu2+检测的简单快速、 高灵敏检测方法。 该方法利用Cu2+与抗坏血酸钠（sodium ascorbate, SA）发生Fenton反应, 生成具有强氧化性的羟基自由基（·OH）, ·OH将附着在纳米金表面的单链DNA（ssDNA）裂解, 使得金纳米粒子失去保护, 容易在一定的盐浓度下发生聚集, 从而引起吸光度值的变化。 实验结果表明, 最优的反应条件为pH 7.9, 11 mg·L-1 ssDNA, 8 mmol·L-1 SA以及70 mmol·L-1 NaCl, 金纳米粒子在700和525 nm处的吸光度比值（A700/A525）与Cu2+浓度成线性关系。 该方法对Cu2+检测线性范围为0.1～10.0 μmol ·L-1, 检出限为24 nmol·L-1(3σ)。 对饮用水, 自来水及湖水的Cu2+加标回收率可以达到87%～120%, 表明该方法能够用于实际水样的Cu2+检测。

针对变形镜自身受强激光辐照后热变形问题, 利用ANSYS的多物理模型建立了变形镜的热机械模型并进行了计算。针对受强激光辐照后变形镜吸收了部分热量并产生了0.9 μm的变形量, 根据该变形镜热畸变分布特征, 提出了一种利用补偿镜对热畸变进行补偿的方法, 即在一个薄型镜面背后用一些约束头固定构成补偿镜, 放置在变形镜的后续光路中。约束头在补偿镜上的位置与极头在变形镜上的位置对应错开分布。对三种不同形状约束头的补偿镜进行了计算, 补偿后综合变形量降低到0.35, 0.32和0.40 μm。利用光束传输因子(BPF)对理想光束通过补偿镜后的效果进行评价, 结果表明通过三种补偿镜后BPF值从0.906提高到了0.966, 0.971和0.957。进一步的计算表明, 补偿效果受约束头尺寸的影响较小。

论述了光机热集成分析方法原理及接口多项式，并将其应用于某激光器光学系统进行光机热集成分析。该分析方法首先对光学系统进行热分析、结构有限元分析计算，获取激光辐照下光学元件表面的结构变形；其次，对有限元计算的光学元件变形结果数据进行Zernike面形拟合处理；最后将变形后的光学表面导入到通用光学设计分析软件，分析激光器光学系统变形后产生的各类光学像差。结果表明：利用集成分析方法能够分析光学元件产生热变形对激光系统成像质量造成的影响，为光学系统设计提供参考。

为满足高能激光从谐振腔真空室到大气环境的输出要求，减小窗口热变形对输出激光束性能的影响，提出了一种通过旋转固体窗口降低其受辐照功率密度的解决方案。该方案通过大力矩空心直流电机带动固体窗口匀速转动，并采用高精度动密封圈隔离真空和大气，使得强激光对CaF2窗口的辐照均匀化，从而大大减小CaF2窗口的温度梯度和应力，极大改善了输出光束性能，并有效避免了长时间出光时CaF2窗口炸裂现象的发生。研究结果表明：该方案具有体积小、重量轻、结构紧凑、使用方便和性能可靠等优点，可有效改善激光器输出光束质量，使高能激光长时间输出成为可能。