光学下变频技术可将宽频带内全部电磁信号同时下变频到低频区间进行接收，是一种新型宽频带电磁环境快速接收技术。但是，获取的光学下变频信号中包含源个数未知、带宽不同的多种信号，现有信号分离方法需要获知源信号的个数，且无法同时分离窄带信号和宽带信号。为实现对光学下变频信号的自动分离，提出了一种基于变分模态分解（VMD）自适应模态重组的光学下变频信号分离方法。通过频谱分割因子和频谱包络检测，对光学下变频信号的VMD过分解模态进行自动重组和信号重组模态提取，实现光学下变频信号分离。对于包含普通脉冲信号、宽带码分多址（WCDMA）信号和线性调频脉冲信号的光学下变频信号，可自动实现对三种信号的分离，且与原信号的相似系数均高于0.97。实验结果表明，所提及方法在分离光学下变频信号时无需获知源信号的个数，并能同时分离具有不同带宽的多种源信号。

提出融合变分模态分解（VMD）和自编码器的预测方法，将温升特性曲线分解成若干个子信号分量，其中包含高频的波动量、中间量和低频的趋势量，然后利用自编码器对每个分量进行预测，最后将分量的预测值相加，从而实现对PIN二极管温升特性曲线的精准预测。通过与多种机器学习方法的对比验证了结合VMD分解可有效提升预测精度，同时也验证了自编码器在特性曲线拟合上的优势。

1-（3-二甲氨基丙基）-3-乙基碳二亚胺盐酸盐（EDC）作为一种水溶性交联剂，目前广泛应用于纳米材料研究中。然而，其对石墨烯量子点（GQDs）的光学性质影响很少被关注。本工作以羧基化石墨烯量子点（C-GQDs）为对象，研究EDC交联剂对C-GQDs光学性质的影响，改善了C-GQDs的荧光强度。实验中采用一步水相法得到C-GQDs与EDC复合物（C-GQDs/EDC）。实验结果表明，与EDC反应后，C-GQDs荧光显著增强约23倍。此外，也验证了溶液浓度、光辐照和反应时间等因素对荧光的影响。分析表明，C-GQDs的发光是本征态、表面态和缺陷态能级跃迁的多过程作用结果，而原C-GQDs中丰富的缺陷能级导致了发光性能的减弱。机理分析认为，EDC与羧基间发生的活化反应起到了表面缺陷钝化作用，提高了C-GQDs的表面态激子复合效率。该工作有效改善了C-GQDs发光强度低的问题，扩展了其在发光领域的应用前景，并为GQDs光学性质调控提供了参考方案。

有机非富勒烯分子受体，又称稠环电子受体，由于其优良的光电转换性质，现已成为备受关注的有机光电子材料之一。基于该类材料所发展的有机体异质结太阳能电池，其能量转换效率已逼近20%。而制备高效稳定的有机体异质结太阳能电池离不开对材料物性和光伏过程的深入探索。在众多研究体系中，非富勒烯光伏自旋动力学的发展尚处于起步阶段，其内在的光物理机理尚未明确。而光激发磁光电流技术能通过监测有机体异质结中极化子对的解离，在器件工作状态下，原位表征光伏自旋动力学过程。本文结合实验和理论研究，科学地阐述目前主流的有机磁光电流理论基础及函数模型，如低磁场下的超精细耦合效应和自旋-轨道耦合效应，高磁场下的Δg机制；探讨不同有机体异质结在不同表征条件下如偏压、温度、光强的信号差异；最后，讨论了超快光谱技术在有机体异质结体系中的应用。

从提出自由基的双线态电致发光新机制，到成功实现高发光效率的自由基，再到开发具有可调控自旋态的发光双自由基，这一系列的创新为一个世纪前已存在的自由基领域重新注入了新的活力。本文追溯了稳定有机自由基的历史，并介绍了我们在发光自由基领域近期的研究进展。