为了斩断调Q脉冲拖尾, 提高激光器电光效率, 提出了一种在机械调Q射频激励波导CO2激光器中采用同步调制的激励方式。实验研究了同步调制信号对调Q脉冲拖尾长度、脉冲宽度、峰值功率和电光效率的影响。结果表明, 当同步调制信号截断时刻为-80μs时, 调制调Q脉冲拖尾长度最短, 为23μs; 当同步调制信号无激励时长为800μs时, 电光效率最高且为3%。采用同步调制的激励方式可以在有效斩断脉冲拖尾的同时保持脉冲宽度基本不变, 提高了激光器的峰值功率和电光效率。

运用红外光谱法对铁皮石斛、 金钗石斛、 鼓槌石斛及其两种提取物所含化学成分的红外谱图整体变化规律进行解析和鉴定。 采用傅里叶变换红外光谱对三种石斛及其提取物进行结构分析及鉴别。 原药材粉末一维红外光谱图反映出铁皮石斛、 金钗石斛和鼓槌石斛均含有2 920, 2 852, 1 737和1 509 cm-1附近的特征峰; 1 000~1 200 cm-1波段内的特征峰, 推测三种石斛均含有脂类、 芳香类和淀粉类成分。 二阶导数谱进一步佐证了以上结果。 根据峰强来判断三种石斛所含化合物含量的差别, 得出铁皮石斛和金钗石斛中的脂类和淀粉类成分含量较鼓槌石斛高, 三者中以金钗石斛的脂类成分、 铁皮石斛的多糖成分含量较高。 三种石斛原药材粉末二阶导数光谱中观察到1 318和782 cm-1处草酸钙的吸收峰。 三种石斛的两种提取物中的成分种类和含量与其原药材均有所不同, 且不同种石斛之间也存在峰形、 峰位、 峰强的差别。 在水提醇沉提取物、 无水乙醇提取物中均发现油脂类、 芳香类和多糖类成分的特征吸收峰。 与标准品比对分析发现, 金钗石斛和鼓槌石斛的多糖成分以淀粉为主, 而铁皮石斛则以黏多糖为主; 三种石斛无水乙醇提取物的红外光谱分析更清楚地发现脂类成分和芳香类成分的存在, 且脂类成分以金钗石斛提取物的含量相对较高。 芳香类成分以鼓槌石斛提取物的含量相对较高, 红外光谱整体结构解析与鉴定方法能够递进式地验证铁皮石斛、 金钗石斛和鼓槌石斛所含物质结构和量的差异, 适合于不同种石斛的快速鉴别及质量评价与控制。

为了评价现有的落叶松树皮原花青素中试生产过程, 了解生产过程中各工艺流程对产品组分含量的影响, 将各工艺处理后所得样品进行了一维红外光谱(fourier transform infrared spectroscopy, 　FTIR)、 二阶导数光谱(second derivative infrared spectroscopy, 　SD-IR)及二维相关光谱(two-dimensional correlation infrared spectroscopy, 　2D-IR)三级鉴定研究。 实验结果表明, 一维红外光谱中各样品光谱峰形较为相似, 一些物质的特征峰消失或者偏移反映出样品组分含量的变化。 随着生产工艺的进行, 样品纯度、 结构越来越接近原花青素标准品, 但是仍含有少量其他物质。 通过二阶导数谱进行分析, 验证了一维光谱分析的结果, 而且随着进一步提高谱图分辨率, 将一维谱图中没有显现出来的差异直观的表现出来。 在波数为830～1　310 cm-1的二维相关光谱中, 各过程样品自动峰出现的位置、 个数以及强度有了更为显著的差异。 通过红外三级光谱鉴定可以得出: 随着生产过程的进行, 样品中所含原花青素纯度越来越高, 最终得到的样品结构与原花青素标准品极为相似, 但是产品中仍然含有少量杂质。

为了实现波导CO2激光调Q脉冲输出, 需要搭建半外腔激光器以在谐振腔内插入Q开关。实验研究了波导纵横比m=2的半外腔矩形波导CO2激光器的输出功率与谐振腔光学结构参数之间的关系, 对比了平面反射镜紧贴波导口激光器的输出功率, 得到谐振腔模式耦合进入波导口的损耗与谐振腔全反镜曲率半径R以及全反射镜至波导口的距离d的关系。基于菲涅耳衍射积分理论, 采用变步长辛普森算法理论计算了m=2的矩形波导谐振腔耦合效率与R、d之间的关系。基于实验及理论结果, 得到了适合高纵横比矩形波导CO2激光器半外腔搭建的两个耦合效率较高的谐振腔光学及结构参数：d=10 mm、d=R的位置, 并且R越大这两个位置对应的耦合效率越高。

为了能从交通事故现场的微量物证中检测出道路标线涂料, 并进一步区分其厂牌, 选取国内三个不同厂牌的热熔型反光道路标线涂料及其配方原料, 利用一维红外光谱(FTIR)、 二阶导数光谱(SD-IR)、 二维相关光谱(2D-IR)进行三级鉴定研究。 实验结果表明, 三个厂牌的涂料在一维谱图上峰形相似度很高, 只是吸收峰波数有一定的差异, 在1 435 cm-1附近都有宽强吸收峰, 879, 2 955, 2 919, 2 870 cm-1附近也有较强吸收峰, 经过分区域局部放大并与每种配方原料图谱比对分析, 可将三个厂牌涂料加以区分, 700～970和1 370～1 660 cm-1区域内主要反映出三厂牌涂料的重质碳酸钙相对含量不同, 2 800～2 960 cm-1区域内主要反映出聚乙烯蜡(PE蜡)、 乙烯醋酸乙烯树脂(EVA)、 邻苯二甲酸二辛酯(DOP)的相对含量不同。 二阶导数谱图不仅验证了一维光谱分析的结果, 而且进一步扩大微观差异, 并在512～799 cm-1区域内反映出石英砂相对含量的不同。 在1 351～1 525 cm-1范围内的二维红外相关光谱中, 自动峰出现的位置和个数有着更为显著的差异。 因此, 红外光谱三级鉴定是一种快速有效识别、 区分热熔型反光道路标线漆的方法, 并且表观分辨率逐级提高。

采用红外光谱、 二阶导数光谱和二维相关红外光谱对大别山地区和云南省两大道地主产区的茯苓皮进行鉴别分析。 结果表明， 不同产地茯苓皮的红外光谱都有1　149， 1　079和1　036 cm-1等表征糖类成分的特征吸收峰， 其中大别山产区（湖北省、 安徽省）的茯苓皮中1　619， 1　315和780 cm-1等表征草酸钙的特征吸收峰比较显著， 云南产区的茯苓皮中797， 779， 537和470 cm-1等表征硅酸盐的特征吸收峰更加明显。 比较450～1 650 cm-1波数范围内的二阶导数红外光谱可知， 两个产区茯苓皮所含糖类物质有所不同。 在二维相关红外光谱中， 不同产地茯苓皮所含糖类物质的差异更加直观显著。 红外光谱法直观、 简单、 方便、 快速， 可以作为鉴别不同产地茯苓皮， 诠释产地与药效之间关联性的一种有效准确的新方法。

利用红外光谱三级鉴定方法对藏药川西獐牙菜及其不同溶液提取物进行分析研究。 选择川西獐牙菜中含量相对较高的药用成分龙胆苦苷作为不同溶液提取物的对照成分进行红外光谱和二阶导数光谱的分析; 同时对不同浓度乙醇提取物进行二维相关光谱分析。 结果显示, 龙胆苦苷红外光谱中1 611和1 075 cm-1处的两个主要特征峰强度的变化趋势, 和川西獐牙菜不同溶剂提取物中龙胆苦苷含量变化趋势一致; 提取溶剂极性相近时, 提取物的红外光谱图相似; 随着提取溶液极性的逐渐降低, 提取物的红外谱图中2 853, 1 733, 1 464, 1 277和1 161 cm-1等处吸收峰强度逐渐增强, 提取物中酯类化合物含量逐渐增加, 萜类化合物的提取率逐渐增加; 红外光谱图极为相近的不同浓度乙醇提取物在二维红外光谱图中有很明显的差异。 龙胆苦苷特征峰强度的变化趋势和不同提取物中龙胆苦苷含量变化趋势的一致性说明红外光谱分析结果能体现分析对象中所含有成分的含量变化; 川西獐牙菜原药材, 水提物和不同浓度乙醇提取物谱图的相似性和相似度的变化规律, 说明传统用药水煎液和低浓度醇提物的科学性; 红外光谱技术可成为川西獐牙菜不同提取物后期药理活性成分宏观控制, 和多以复方入药的藏药研究中准确、 快速、 有效的分析方法。

采用傅里叶变换红外光谱对杜鹃花科植物闹羊花与菊科植物野菊花两种花类中药材的主成分进行表征, 其中闹羊花出现在1 648和1 543 cm-1出现明显的酰胺Ⅰ带和酰胺Ⅱ带吸收峰, 证明其中含有蛋白质, 可能与其具有的免疫作用相关; 野菊花出现在1 734和1 515 cm-1等CO伸缩振动吸收峰, 证明其中含有挥发油等酯类成分。 由于二者的红外光谱具有较高的相似性且难以区分, 通过二级鉴别比较闹羊花与野菊花的二阶导数红外光谱可看出, 在1 656和1 515 cm-1附近的吸收峰, 表明二者均含有黄酮类成分; 野菊花的二阶导数谱图中出现在1 163, 1 077, 1 026, 986和869 cm-1的吸收峰与菊糖的特征吸收峰一致, 因此可以看出野菊花中含有菊糖。 选取不同波数范围的闹羊花与野菊花的二维相关红外光谱进行对比, 发现在1 700~1 400 cm-1黄酮类成分区域闹羊花有3个明显的自动峰, 野菊花有10个明显的自动峰; 在1 250~900 cm-1糖苷类成分区域闹羊花有10个明显的自动峰, 野菊花有9个明显的自动峰。 红外光谱的“三级鉴定法”为中药材的鉴别提供更快速、 准确、 方便的手段。