利用IRTracer-100傅里叶变换红外光谱仪测量了柴油介质的光谱数据，根据光谱数据反演柴油介质的光学常数，分析不同温度对柴油透射光谱及光学常数的影响。研究结果表明: 在波段400~2000cm-1范围内存在470cm-1、1377cm-1、1454cm-13个吸收区域; 柴油的折射率对光谱的选择性很强，吸收指数呈现波动性变化; 在波段905~1200cm-1范围内，柴油的折射率随波长增加波动性较大，吸收指数随温度升高而明显下降，25℃波数为939cm-1时吸收指数存在最大值0.01523; 在波段1800~2100cm-1范围内，柴油的折射率随温度升高而增大，吸收指数在2085cm-1存在最大值0.00738。

光学常数是液体的一个重要物理指标,液体光学常数的准确反演是其在污染物分析和物质鉴定等领域中应用的关键。通过粒子群优化算法与现有的双厚度法结合构造了一种反演液体光学常数的新方法(粒子群双厚度法),通过编程求解该方法。以蒸馏水为例,研究了该方法的适用性,并与现有的两种反演方法进行了对比分析。结果表明：粒子群双厚度法反演液体光学常数精度高,其中吸收指数求解值的最大相对误差不超过6×10-4%,优于现有的反演方法;实验测量偏差亦对粒子群双厚度法反演液体光学常数有一定影响,但对折射率影响较大,而吸收指数影响较小。

液体透射光谱准确测量是其光学常数计算的重要基础。以去离子水为研究对象,基于液体透射光谱常见的三种测量方式,利用TU-1901/1900双光束紫外可见分光光度计测量其在190~900 nm波段的透射光谱,通过双厚度反演模型计算其光学常数,与现有的公开数据进行对比分析。研究结果发现，液体透射光谱测量方式对其光学常数反演有显著的影响；基于双光束差式测量法计算结果明显优于其余两种方式,利用其测量光谱反演液体光学常数偏差小于20%。为进一步准确研究液体光学常数提供了参考依据。

针对开放光路TDLAS(可调谐半导体激光吸收光谱技术)气体检测系统中, 由于角反射器在生产及使用过程中表面光洁度下降及大气传输扰动造成回波信号入射方向与接收透镜光轴非严格平行, 从而导致系统探测灵敏度下降的问题, 分析回波信号与菲涅尔透镜光轴夹角不同时的汇聚点偏移量, 设计了由圆锥体反射器和抛物面反射器组成的二次光学元件, 并运用TracePro光学软件对其参数进行优化。在回波光线-6°~6°入射角偏差范围条件下对优化设计的光学接收组件进行聚光特性模拟。模拟结果表明: 优化设计的光学接收组件接收角为4.9°, 光学效率为78.24%, 与单独菲涅尔透镜及菲涅尔透镜-复合抛物面聚光器(CPC)光学接收组件相比聚光性能明显提高, 适用于实际检测过程。

为实现含聚污水浓度的在线光学检测,利用IRTracer-100傅里叶变换红外光谱仪测量了封装窗口-含聚污水-封装窗口三层光学腔的透射特性。基于透射比并结合K-K关系式反演液体样品光学参数,使用Matlab软件对含聚污水的光学腔透射特性进行数据拟合。仿真结果表明,含聚污水含光学腔的透射特性与其浓度之间的关系没有呈现一定的规律性,基于含聚污水光学常数反演的透射特性与其浓度拟合效果较好,拟合精度为0.932 69,误差范围为0.13%~2.32%。对基于光学方法在线检测油田含聚污水浓度具有指导意义。

提出了光学检测聚丙烯酰胺溶液的方法, 利用TU-1901/1900双光束紫外可见分光光度计、 IRPrestige-21傅立叶变换红外光谱仪测量5~600 mg·L-1浓度范围内聚丙烯酰胺溶液的透射光谱, 研究了其在波段190~900 nm和400~4 000 cm-1的光谱特性, 进行了其浓度的反演分析。 研究表明: 聚丙烯酰胺溶液在200~300 nm和400~920 cm-1, 2 986~3 684 cm-1范围存在较强吸收特性, 其透光度在220 nm, 2 623 cm-1处有一定的线性关系; 在紫外波段基于2, 3和4个透光度测量值反演其未知浓度的计算误差最大值分别为6.98%, 2.34%和0.79%。

发射率是影响管道表面散热损失一个重要物理量，其测量过程受环境影响较大，其中，太阳辐射是影响发射率测量结果的一个重要因素。本文从红外热像仪测温原理着手，根据表面辐射传输原理给出了管道表面发射率与辐射能量之间的关系，修正了测量管道表面发射率的方法，通过实验研究了太阳辐射对管道表面发射率测量的影响。结果表明太阳辐射对管道表面发射率测量影响较大，其测量偏差超过25%。

载玻片在液体光学测量、微生物学和基因学等领域实验中应用广泛, 其光学性能直接影响实验结果。提出了透射法测量载玻片光学常数的方法, 建立了载玻片透射比计算模型及其光学常数反演模型。通过TU-19双光束可见光分光光度计测量1.5mm和2.0mm厚度载玻片样品在310~600nm波长范围的透射光谱, 结合透射光谱利用光学常数反演模型, 得到了载玻片的光学常数。结果表明, 载玻片的衰减系数在10-6~10-8之间, 折射率在1.5~3.3之间。

提出了一种基于填充柴油类半透明液体光学腔的透射光谱反演其介质光学常数的新方法(IDTM), 通过测量填充水光学腔的透射光谱并反演水的光学常数进行了方法验证。 采用Bruke V70傅里叶红外光谱仪实验测量了填充柴油光学腔在波长2~15 μm的透射光谱, 基于新方法反演得到柴油在部分波长区域的光学常数, 进而计算得到了其热辐射物性参数。 研究结果表明: (1)在波段为2.0~2.5 μm, 新方法(IDTM)反演水的光学常数同文献结果基本一致。 (2)IDTM反演液体光学常数精度同MCDTM基本一致, 且明显高于SODTM和SDTM。 (3)柴油在波长2~15 μm范围透光性能较差, 其中存在2.4, 3.4, 6.9, 7.3和13.8 μm等5个强吸收区域。 (4)柴油的光学常数和热辐射物性参数光谱选择性很强, 在不同波段其值差距较大。

提出了一种基于填充液态碳氢燃料类半透明液体材料光学腔的透射光谱反演其介质光学常数的新方法，对通过实验获取水的光学常数进行了方法验证。采用Bruke V70傅里叶红外光谱仪实验测量了填充乙醇光学腔在波长2~15 μm的透射光谱，基于新方法反演得到乙醇在部分波长区域的光学常数和热辐射物性参数。研究结果表明，新方法（IDTM模型）反演液体光学常数精度同MCDTM模型基本一致，且明显高于SODTM模型和SDTM模型。乙醇在波长2~15 μm范围透光性能较差，其中存在波长3.57 μm，6.88~7.88 μm、9.12~9.74 μm，11.37 μm等4个强吸收区域。乙醇的光学常数和热辐射物性参数光谱选择性很强，在不同波段其值差距较大。