随着全球资源的减少和环境的恶化, 节能减排已成为人们关注的焦点, 具有保温隔热功能的低辐射玻璃成为研究的热点。 提高玻璃保温隔热性能最有效的方法就是在其表面涂覆低辐射率层。 原材料丰富、 导电性能好、 可见光透过率高等优势使得Al掺杂ZnO (AZO)薄膜成为最具潜力的低辐射率层。 系统研究了温度对AZO薄膜红外辐射性能的影响, 分析了变化机理。 首先研究了在一定的温度下持续一段时间后, AZO薄膜的红外比辐射率的变化情况。 然后研究了在变温环境中红外比辐射率的变化情况。 采用直流磁控溅射法在室温下玻璃基片上沉积500 nm厚的AZO薄膜, 将薄膜放到马弗炉中进行热处理, 在100～400 ℃空气气氛下保温1 h, 随炉冷却。 采用X射线衍射仪对AZO薄膜进行物相分析, 采用扫描电子显微镜观察薄膜表面形貌变化。 利用四探针测试法测量AZO薄膜的电阻率, 采用红外比辐射率测试仪测试薄膜红外比辐射率, 可见分光光度计测量可见光谱。 测试的结果表明, 薄膜热处理前后均为六角纤锌矿结构, (002)择优取向。 300 ℃及以下热处理1 h后, (002)衍射峰增强, 半高宽变窄, 晶粒尺寸长大。 随着热处理温度的升高, 薄膜的电阻率先减小后增大, 200 ℃热处理后的薄膜具有最小的电阻率(0.9×10-3 Ω·cm)。 热处理温度升高, 晶粒长大使得薄膜电阻率降低。 热处理温度过高, 薄膜会从空气中吸收氧, 电阻率下降。 薄膜的红外比辐射率变化趋势和电阻率的一致, 在200 ℃热处理后获得最小值(0.48)。 自由电子对红外光子有较强的反射作用, 当电阻率低, 自由电子浓度高的时候, 更多的红外光子被反射, 红外辐射作用弱, 红外比辐射率小。 薄膜的可见光透过率随着热处理温度的升高先减小后增大, 200 ℃热处理后的薄膜的可见光透过率最小, 但仍高达82%。 这种变化是由于自由电子浓度变化引起的, 自由电子对可见光有很强的反射作用。 选取未热处理和200 ℃热处理后的样品进行变温红外比辐射率的测量, 将样品放在可加热的样品台上, 位置固定, 在室温到350 ℃的升温和降温过程中每隔25 ℃测量一次红外比辐射率, 结果表明, 在室温到350 ℃的温度范围内, AZO薄膜的红外比辐射率在升温过程中随着温度的上升而增大, 在降温过程中减小, 经过整个升、 降温过程后, 薄膜的红外比辐射率增大。

应用近红外漫透射光谱检测技术对不知火杂柑的可溶性固形物(SSC)进行在线检测具有十分重要的意义。 研究变量筛选方法对不知火杂柑可溶性固形物在线检测模型的影响, 为实现其快速、 准确的在线检测分级奠定基础。 实验把形状不整、 内藏瓤瓣的不知火杂柑作为研究对象, 选取560~930 nm的光谱, 采用偏最小二乘法(PLS)建立不知火杂柑可溶性固形物的在线检测模型, 并讨论不同的光谱预处理方法(卷积平滑(S-G)、 一阶微分(1st derivatives)等), 不同的变量筛选方法(移动窗口偏最小二乘法MWPLS、 遗传算法GA、 连续投影SPA)对PLS所建预测模型性能的影响。 经对比, 多元散射校正(MSC)能有效地消除光散射的影响, 遗传算法能大大地降低了建模的波长点数, 缩短了建模时间, 改善模型预测精度。 其最优PLS模型的RP=0.956, RMSEP=0.380, RC=0.967, RMSEC=0.340。 实验表明在线检测不知火杂柑的可溶性固形物是完全可行的。

利用常规材料构造了Fibonacci序列准周期结构, 运用传输矩阵法研究了该结构的空间传输特性, 并基于该结构优良的空间传输特性设计了小角度低通空间滤波器.数值模拟结果表明, 该小角度空间滤波器的角域带宽可通过改变序列的结构类型和序列数来调谐, 其调谐规律为: 随着Fibonacci 序列F(m,1)中m值的增加, 对应空间滤波器的角域带宽减小; 随着序列数的增大, 对应角域带宽也减小.在调谐的基础上, 还可通过改变构成准周期结构的介质折射率参量来精确调节其角域带宽.相比于基于超材料的小角度空间滤波器而言, 基于Fibonacci序列的小角度空间滤波器制备更简单, 且有望应用于新一代的高功率激光系统中.

使用JDSU公司的MicroNIR1700型微型近红外光谱仪, 研究了适合进行单籽粒玉米单倍体鉴别的光谱测量方法。 基于近红外光谱定性分析技术, 比较了漫反射和漫透射两种情况下玉米单倍体鉴别的效果。 光谱数据经过预处理后, 采用PLS＋OLDA特征提取算法, 应用SVM建立玉米单倍体鉴别模型, 分别统计漫反射和漫透射实验条件下, 鉴别模型的正确识别率。 在微型光谱仪内置光源漫反射的光谱测量方式下, 不分胚面朝向, 玉米单倍体籽粒平均识别率低于60%, 不能有效鉴别玉米单倍体和多倍体。 而采用外置光源对籽粒进行漫透射光谱测量方式, 获得了平均正确识别率为93.2%的鉴别效果, 并且模型稳定性好。 实验结果表明, 漫反射光谱仅能获得玉米籽粒表层信息, 因此玉米籽粒胚面朝向严重影响漫反射光谱鉴别单倍体种子的效果; 而漫透射光谱可以实现分析光程纵深信息全累加, 能够得到样品内部的信息, 因此对胚面朝向不敏感, 能够有效地对随机摆放的玉米单倍体和多倍体进行识别。 近红外方法能快速、无损地鉴别单倍体, 并且微型光谱仪采集速度快, 成本低, 为实现实用化的自动鉴别提供了条件。

采用传输矩阵法分别模拟了缺陷层厚度、入射角度和膜厚微扰的变化对含空气缺陷的一维光子晶体滤波特性的影响.研究表明:对于空气厚度可调结构,在考虑色散的情况下,空气厚度每增加2 nm透射波长相应向长波方向移动约2 nm,二者基本呈1 :1的线性关系;对于入射角度可调结构,与正入射相比较,入射角度从0°到89°变化时,其全角度禁带分别减小了105 nm(TE模)、600 nm(TM模),TM模禁带受角度的变化影响较大;入射角从0°分别变化到16.9°(TE模)、17.0°(TM模)时实现C波段的可调滤波.同一周期内,两种材料的模厚误差的相互弥补,能够实现小范围的膜厚扰动不敏感,缩小实际滤过峰值与理论值的偏差,可降低制备光子晶体的难度.

以同一品种同一批次玉米单倍体和多倍体个体种子为研究对象,基于近红外光谱定性分析技术,分析研究了用漫透射光谱测量方式采集光谱时,不同光照强度和光阑孔径得到的光谱曲线质量以及对玉米单倍体种子鉴别结果的影响.光谱数据经过预处理后,采用 PLS＋OLDA特征提取算法,应用 SVM建立玉米单倍体鉴别模型.分别统计多种不同实验条件所测数据建立的鉴别模型的正确识别率.结果表明,光阑孔径的大小影响光谱曲线信噪比,越接近玉米籽粒大小的孔径获得的光谱曲线越平滑;光照强度影响光谱曲线有效性,光照越强,波形峰谷差值越大,识别率越高.选择较高的光源强度和适合种子大小的光阑,可以得到高质量的光谱曲线,以此建立的玉米单倍体鉴别模型,识别率达到了 100%.

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。

采用射频磁控溅射和N2气氛退火处理制备了多晶Ga2O3薄膜和Cu掺杂Ga2O3薄膜.用X射线衍射仪、紫外可见分光光度计、荧光光谱仪对Ga2O3薄膜和Cu掺杂Ga2O3薄膜的结构和光学性能进行了表征.结果表明，Cu掺杂后Ga2O3薄膜的结晶质量变差，透过率明显降低，吸收率增加，光学带隙减小.本征Ga2O3薄膜在紫外、蓝光和绿光出现了发光带，Cu掺杂后紫外和蓝光发射增强，且在475 nm 处出现了一个新的发光峰.

大尺寸磷酸二氢钾(KDP)晶体在惯性约束聚变系统中主要用于制作变频及开关光学元件。在传统生长技术基础上, 开展了点籽晶降温法大尺寸KDP晶体的快速生长技术研究, 设计制作大型培养槽及载晶架, 采用过热注种方式试验点籽晶生长, 培育出尺寸50 cm×50 cm×41 cm的KDP大单晶, 其(100)面生长速度稳定为15 mm/d。晶体在300~1 100 nm波段的透过光谱与常规生长的等同, 影响晶体生长及光学品质的主要的金属杂质离子Fe3+, Cr3+, Al3+等含量少于10-6, 晶体激光损伤基频阈值30 J/cm2, 三倍频阈值达到8.6 J/cm2。