新型毒品的日益泛滥及快速更新对执法部门现场快速检测提出了越来越高的要求。 以三种典型的新型毒品为例, 利用密度泛函理论中的B3LYP杂化泛函, 在6-31G基组下优化分子几何结构以及拉曼振动频率的计算, 并利用拉曼光谱仪进行了实验检测, 用以研究拉曼光谱技术在新型毒品快速检测中的应用价值。 结果表明: 各毒品样品的理论计算拉曼光谱与实验拉曼光谱基本吻合, 理论计算光谱可以为实验光谱特征峰的归属提供参考; 各毒品拉曼特征峰的峰位差异明显, 其中冰毒特征峰为837和1003 cm-1, K粉最具有鉴别价值的特征峰为463, 659和1 046 cm-1, 而麻古最明显的特征峰为556, 1 329和1 699 cm-1, 拉曼光谱可被用于毒品的鉴别和认定; 微量冰毒及K粉残留物的实验拉曼光谱与其常量时基本一致, 拉曼光谱可被用于毒品微量残留物的准确识别; 伪冰毒N-异丙基苄胺的拉曼特征峰853 cm-1与冰毒拉曼特征峰837 cm-1存在明显差异, 因此拉曼光谱可被有效地用于以上毒品的检测; 而聚丙烯材料制成的透明包装对自身存在强烈荧光干扰的麻古拉曼光谱有较大影响。

将两个弱调制导模共振光栅相互垂直放置构成新型正交光栅结构。应用严格耦合波理论计算了横电/横磁(TE/TM)偏振光入射时的光谱特性，并分析了该结构的导模共振现象。研究表明，当改变两光栅间隔距离时，正交光栅结构呈现出较大的光谱可调范围（共振峰间距由0~62.7 nm连续可调）；当分别以TE/TM偏振光正入射时，两种偏振光对应的共振波长位置保持不变、光谱曲线相同，相当于平行双光栅结构对应光谱的叠加。TE/TM偏振光倾斜入射时反射峰发生分裂，同时在入射面为P1面时582.3 nm和590.8 nm共振波长位置处，及入射面为P2面时590.8 nm和612.4 nm共振波长位置处呈现出峰位随入射角的增加保持不变的特性。

软X射线波段滤光膜材料大都为自支撑金属薄膜，实验室环境下自支撑薄膜长期与空气接触表面易氧化，空气中的杂质原子进入自支撑薄膜内部，致使自支撑膜光学性能大幅下降.5 nm至20 nm软X射线波段Zr具有较低的质量吸收系数和较小的密度，在该波段Zr滤光膜透过率较高.采用脱模剂法制备自支撑Zr膜，在洁净的浮法玻璃上蒸镀一层NaCl做为脱膜剂，直流磁控溅射沉积Zr膜，脱膜后的到自支撑Zr膜.为防止薄膜表面氧化及空气中杂质原子进入薄膜内部，在Zr膜两面各直流磁控溅射沉积一层10 nm厚的C或Si膜作为保护膜，得到C/Zr/C、Si/Zr/Si复合膜，测试结果显示C或Si膜的引入对于自支撑Zr膜光学性能基本无影响.

利用针(needle)法优化技术,分别以两种不同厚度的高折射率单层膜为初始膜系,设计得到了平板偏振膜。当入射角为56°时,在中心波长1053 nm附近不小于20 nm的带宽范围内,偏振膜的p光反射率Rp<2%,s光反射率Rs>99.5%,且消光比(Tp/Ts)>200。角度特性分析结果表明,在入射角由53°增大至59°的过程中,两偏振膜的光学性能均满足设计要求,但偏振带却向短波长方向发生了移动,且带宽增大。根据蒙特卡罗容差分析,在各膜层膜厚误差独立的监控方式下,要保证成品率高于90%,则两偏振膜的最大容许膜厚标准偏差分别为1.20%和1.35%。

提出将均质多层膜系设计中的缓冲层概念引入到反射导模共振(GMR)滤光片的设计中,通过严格的耦合波理论精确计算,研究了加入缓冲层对改善导模共振滤光片反射峰边带截止深度及截止宽度的作用。双层导模共振滤光片结构中,入射光为TE偏振光时,设计增加97.5 nm缓冲层后,能够明显地展宽反射光谱范围。由原来的192.4 nm展宽到345.6 nm,并且在650～1250 nm波长范围内的边带截止度均比不含缓冲层结构的要深。入射光为TM偏振光,以类似TE结构的滤光片在布儒斯特角入射时,在700～1300 nm波长范围内,较不含缓冲层的结构,也能够获得更宽的截止带反射光谱和更深的截止度。在提出的膜系结构中,经过优化膜系、选择合适的光栅参数等,可以使反射光谱具有更好的截止特性,同时保证设计的共振峰位置不变。

将均质多层膜系设计中的缓冲层概念引入到反射导模共振滤光片的设计中,以研究缓冲层的增加对导模共振滤光片反射光谱特性的影响。设计并通过严格的耦合波理论计算了一、二、三、四通道导模共振反射滤光片光谱特性。在膜系设计中增加缓冲层后,随着其厚度的逐渐增加,反射光谱中依次出现二、三、四个窄带反射峰; 缓冲层厚度为796.35 nm时,当滤光片光栅层占空比在0.2～0.9范围内、光栅深度在100～200 nm变化时,共振峰的位置、反射率峰值高度几乎不变,保持了很好的多通道滤光片特性。