经过二十年的发展, 太赫兹光谱技术已经在生物医疗、 工业质检、 **安全、 新材料研发等多个领域证明了其强大的应用潜力, 然而传统太赫兹时域光谱技术(THz-TDS)对飞秒激光器的依赖, 严重限制了太赫兹技术在实际工业领域中的应用, 近年来, 以商业成熟的中红外激光混频作为产生与探测机制的太赫兹频域光谱技术(THz-FDS), 凭借其高集成度、 低成本以及高分辨率等适用于实际应用的特点得到了广泛的研究关注。 但是, 作为新型光谱技术, THz-FDS的数据处理算法与传统THz-TDS相比仍处于起步阶段, 此前所开展的物质表征研究大多局限于信号幅值的利用, 而其相干探测机制所蕴含的太赫兹波相位信息并未得到充分挖掘, 与相位信息紧密相关的样品折射率、 介电常数、 极化率等关键参数因此无法准确获取。 从THz-FDS的相干探测原理出发, 结合实测数据, 详细阐述了太赫兹波相位信息与THz-FDS原始光电流数据周期振荡之间的联系, 建立了由原始光电流数据振荡周期求取样品折射率的理论模型。 在此基础上, 指出了传统零频基点求取折射率方法在低频段表现欠佳的原因, 提出了所改进的双基点折射率求取算法。 为了验证所提出的折射率测定方法的可靠性, 选取了在太赫兹波段应用广泛的聚合物聚四氟乙烯作为表征对象, 制备了厚度不同的多个样片, 对所有样品测定折射率的结果为1.456±0.006, 不同样片间折射率的测量不确定度仅为0.5%, 且平均值与前期报道值吻合, 充分验证了该方法复现性。 此外, 选取其中一枚样片考察了实验参数设置变化对折射率测定结果的影响, 使用THz-FDS多种积分时间和采样步长的设置组合采集原始光电流数据, 结果显示实验参数设置对折射率测定结果没有显著影响, 验证了算法的鲁棒性。 提出的折射率测定方法丰富了太赫兹频域光谱系统的表征参数, 结合频域光谱系统相比传统时域光谱系统在工业应用方面的优势, 该方法对太赫兹光谱技术的实际应用发展具有重要意义。

比率型荧光传感器由于具有抗干扰能力强和灵敏度高等优点, 在食品安全、金属离子检测、环境污染分析等许多领域显示出巨大的应用潜力。而碳点作为一种新型荧光材料, 不仅具有优良的荧光性能, 而且毒性低、易于表面功能化, 非常适合构建比率型荧光传感器。本文就近年来比率型碳点荧光传感器在检测领域的研究进展进行综述, 重点阐述了碳点的荧光检测机理, 并根据碳点使用情况的不同, 对不同类型的比率型碳点荧光传感器进行了分类总结。最后提出了该领域亟待解决的困难和问题, 并对其在分析物检测方面的发展方向进行了展望。

石墨烯具有超高载流子迁移率、零带隙、宽波段响应等性质, 是具有潜力的红外光电探测材料。通过分析石墨烯基红外探测器的发展历程, 综述了石墨烯红外光电响应的机理, 对石墨烯基探测器的响应度、波段、速度等性能和器件结构进行了梳理, 并围绕石墨烯基探测器在材料制备、工艺兼容性等方面的挑战进行了探讨和展望。

由于运动目标存在不同程度的遮挡干扰, 严重制约装备精确打击的能力。本文在空时上下文跟踪算法的基础上, 提出了一种基于双模式遮挡检测机制的目标跟踪算法, 该算法充分利用目标及其局部背景的上下文区域信息来预测遮挡状态, 最大限度地提高遮挡预测的响应能力和重捕的精度。首先, 利用双模式遮挡检测机制实现遮挡状态检测; 一旦目标进入完全遮挡, 对目标进行位置预测, 并利用形态学操作提取疑似目标区域, 降低匹配的复杂度; 最后, 采用基于直方图置信度策略对遮挡后的疑似目标区域进行重捕, 实现整个遮挡过程的稳定跟踪。定性定量仿真实验结果表明, 本文提出的目标跟踪算法在实时性, 稳定性和定量指标上具有明显优势, 适合工程应用。