利用激光诱导荧光(LIF)技术,从荧光强度和光谱偏移两个角度研究饱和激发状态下 油荧光的非线性变化特征。 利用能量变化的激光束诱导油样本荧光,获得荧光强度变化数据,通过非线性曲线拟合来标定 荧光特征峰位430 nm处的强度变化参数,获得该波长荧光强度的线性变化范围和非线性趋势, 并利用探测波长处荧光强度构造出随诱导光强变化的三维油荧光光谱,实现基于激发光能量参 量的油样本光谱区分。实验中,针对普通荧光光谱法无法区分的油样本,结合饱和激发状态下 油荧光非线性变化和基于激发光能量参量的油样本光谱特征,实现了样本的有效区分。

大气气溶胶中的重金属成分对人类健康有严重的危害,有必要对其进行控制和检测。 利用自行搭建的一套激光击穿光谱(Laser-induced breakdown spectroscopy,简称LIBS)大气气溶胶监测系统,对中南民族大学电信学院楼顶处的气溶胶 进行了为期一个月的探测研究,获得了这一个月中PM10的分布和Be元素谱线强度的分布, 通过对烟花爆竹燃烧产生的烟雾进行探测,获得了多种重金属元素的LIBS光谱图。通过对 光谱图的定性分析表明,该技术能够同时检测大气气溶胶中重金属成分。配置含Cd、Sr、Na、 Pb不同浓度的大气样品进行了定标实验,结果表明这些元素的谱线强度与其元素浓度有很好的线性关系, 其线性拟合相关度均大于0.94。这些研究结果有效表明该技术能用于大气气溶胶中多种重金属成分的同 时探测,为大气气溶胶中重金属成分的实时在线检测提供了一种新的方法。

利用紫外光照射金属表面产生电子作为离子源,建立了一套光电子源离子迁移谱仪,由于 卤化物具有较强的吸附电子能力,该装置可以应用于卤化物的检测。使用CCl4 样品,得到了 该装置的离子峰强度、半峰宽、分辨率随迁移管电场、离子门脉宽、离子门电压的变化关系, 并进行了简单的理论分析。兼顾离子峰强度与分辨率,得到了优化的实验参数,在该参数下CCl4 的检测限 达到4 ppb, 线性范围跨越2个数量级。

采用改进的Gram-Schmidt正交化法对矛盾方程的广义增广矩阵进行正交三角化, 导出求解基于Zernike多项式的人眼波前像差拟合系数的算法。通过拟合给定模式系数和 一般数学波面两种方式对算法进行了验证。验证结果表明,该算法与直接构造法方程组 解法的计算精度相当。避免了因构造法方程组而引入的计算误差,易于编程, 是一种比较理想的求解Zernike多项式拟合系数的算法。

应用非线性自伴随性的概念和伊布拉基莫夫的一般守恒律定理，研究了带强迫KdV方程的非线性自伴随性和守恒律。首先讨论了自伴随性， 结果表明这个方程具有非线性自伴随性，同时得到了这个方程的形式拉格朗日量。在对此方程进行李对称分析后，根据李对称的不同得 到了此方程的一些非平凡守恒律。

采用共沉淀法制备了LaLu0.7 Er0.3 O3 的纳米多晶粉体。对它进行了X射线粉末衍射测试, 根据衍射峰宽估算了粉体颗粒的尺寸,同时利用Rietveld全谱拟合方法确定了它的结构。在室温下, 测试研究了它的吸收和光致发光谱。并利用380 nm光激发,测试了1.5 μm红外 (4I
I15/2 ) 光的荧光衰减情况, 给出了相应荧光寿命。结果表明,LaLu1-x Erx O3 是一种值得深入研究并具有潜在应用价值 的红外激光材料。

双磁光阱的同步实现是利用冷原子干涉仪检验爱因斯坦等效原理的重要实验基础之一。采用高频声光调制移频方案获得了冷却囚禁85Rb 和87Rb两种原子的激光，进而同步实现了两种原子的磁光阱。在此基础上，研究了双磁光阱中原子数与冷却光参数的关系，优化了实验参数， 双磁光阱中两种原子的数目均达到109。

提出一个在腔QED中产生cluster-型纠缠相干态的方案。基于三能级Λ型原子和双模腔场之间的大失谐相互作用，原子的自发辐射可以忽略。 此外，腔场的初态是真空态。在这个方案中，对原子进行测量后，能够产生腔场cluster-型纠缠相干态，并讨论了实验的可行性。

在不同初始态条件下，基于磁共振压力显微系统探讨C、H两原子的量子态保真度随时间的变化。结果表明:在不同初态条件下，保真度随时间的演化曲线不同。 悬臂偏移量引起的磁场偏差 以及自旋与射频磁场的相互作用使得保真度的周期大大缩短，从而可以在更短的时间间隔内使量子信息恢复到最原始的初态。同时射频磁场可以使量子信息 在传播过程中接近理想状态。研究为探测样品中的原子状态以及提高量子信息在传递过程中的准确率提供了一定的保证。

研究了强经典场驱动模型下原子间纠缠与光场间纠缠的演化特性,其中原子 与光腔场发生非共振相互作用。 给定其中某一原子与其耦合光腔场的条件,通过调节另一原子与其相互作用光场的失谐量,来分析原子 间纠缠出现猝死行为的区域,以及两光场纠缠相干态的产生条件。

提出了一个由两光纤连接的三个分离腔中远程制备三原子W态的方案。制备过程中，由于原子系统、腔模和光纤模均处于非激发态， 该方案能有效地抑制原子的自发辐射、腔衰减以及光纤泄露。相比于其他方案，此方案的优点是所用的绝热演化方法对实验参数的变化 不敏感。另外，该方案可以简单推广到制备n个原子的W态。

研究一个被克尔介质包围的两能级原子与单模辐射场通过k光子跃迁发生相互作用的系统,着重讨论了原子与辐射场通过三光子和四光子相互作用过程中,光场的熵压缩和原子 布居数反转随时间演化的动力学特性,分析了克尔介质对光场熵压缩和原子布居数反转的影响,结果表明它们对克尔介质非线性作用非常敏感。

利用平面波展开法对十重准周期光子晶体(QPC)的带隙特性进行了研究。讨论了十重QPC的第一带隙宽度随介电常数对比度、介质柱填充因子的变化规律，发现带隙宽度和介 电常数存在线性关系，并且存在最佳的填充因子。通过比较TE和TM模式的带隙，发现TM偏振模式下的带隙更宽。并比较了十重QPC与八重QPC的带隙特性，发现十重准晶光子晶体更容易产生带隙。

研究了在外加恒定磁场下,旋磁材料柱按蜂窝状晶格排列的光子晶体 平板的边界所支持的电磁表面波模式。 研究首先表明,在光子晶体平板的光子能带结构中,最低二条能量曲线原有的简并点,可以用外加磁场来解除, 从而在这二个能带之间形成一个禁带。进一步的研究表明,基于这个光子禁带,光子晶体板平板边界所支持的 表面波模式只能单方向传播,归因于系统的时间反演对称性被外磁场所破坏。 这个三维系统中的单向边界模式,在平板的法向方向上,是依赖于等效全反射效应而被约束的。

针对单光子雪崩光电二极管(SPADs)的单光子量子效率(SPQE),提出了一种严格的数学模型。 模型适用于工作波长为1.3 μm和1.5 μm的In0.52 Al0.48 As、InP倍增层和In0.52 Al0.48 As-InP异质结倍增 层的SPADs。模型作为器件结构、工作电压、倍增层材料的函数,可用来优化SPQE, 进而评估和 优化盖革模式下APDs的性能。

采用严格耦合波理论求解了不同填充比的金属光栅与金属平面覆盖介质光栅在角度调制下的共振衰减反射谱，以及它们在表面等离子体共振时的空间场分布，并对结果进行了对比分析。 通过数值计算分析了金属表面等离子体波(Surface plasmon polariton, SPP)波矢的有效折射率Neff与光栅填充比的关系，结果表明对于Au金属光栅结构，SPP的Neff随着光栅填充比增加并无明显 变化；而对于金属平面覆盖介质光栅结构，SPP的Neff随着介质光栅填充比的增大单调递增。

研究了激光吸收光谱自适应滤波处理算法,提出了一种改进的激光吸收光谱测量系统方案,激光器发射的激光经 分束器分成三路,分别构成测量通道、定标通道和参考通道,数据采集电路同步获取三个通道信号数据,定标通 道数据用于波长锁定和浓度定标,参考通道信号数据包含了与测量通道相关的噪声,以此为基础构建了自适应 噪声抵消器,降低了噪声对测量通道的影响,提高了气体浓度反演的精度。

在有效质量近似下，利用变分法对Gax In1-x Asy P1-y /InP阶梯量子阱中氢施 主杂质束缚能进行了理论计算，并研究了外加电场和阶梯阱的高度对阶梯量子阱中氢施主杂质电子态特性的影响。 计算结果显示当施主杂质位于阶梯量子阱的中心时，束缚能达到最大值;外加电场使得电子波函数从阱中心偏移， 引起束缚能的非对称分布;Ga与As组分的变化使得阶梯阱的势能高度发生变化，从而明显地影响阱中氢杂质束缚能。 计算结果对一些基于半导体阶梯型量子阱的光电子器件的设计制作有一定的指导意义。

对开关键控(OOK)强度调制直接检测(IM/DD)方式的无线光通信接收发射系统的光电信号进行分析, 并使用最大后验概率(MAP)方法确定判决阈值。将对数正态分布作为湍流信道上光强闪烁模型,建立了系统 误码率与湍流强度、光源相干参数、激光发射器光功率等系统参数之间的定量关系。采用部分相干光作为信 号光能降低光源相干度,有效抑制湍流效应。计算结果表明:在一定条件下,湍流强度改变0.5个量级系统误 码率相差6~8个量级,且最优源相干参数可以通过计算得到,其对应部分相干光最有利于提高通信系统性能。

利用传输矩阵法详细研究了形如(HL)kA(LH)k的含N个耦合缺陷一维光子晶体的透射相位特性。研究表明, k=0时,光子晶体的透射相移呈近线性变化;而k≥1时,透射相位曲线在整个禁带范围内呈阶梯变化,且在每个 缺陷模附近透射相位随频率迅速改变, 其相移量约等于π。当在光子晶体中引入非线性折射率材料时,折射率的微小改变将导致透射光产生π相移, 而且此相移过程中透射率接近于零,这有利于减少动态啁啾对透射光信号的影响。光子晶体这种π透射相移 特性可用于设计各种新型相位器件。根据这一原理,设计了全光开关及逻辑门并讨论了其工作原理。