介绍了考虑极性分子不对称库仑势及固有偶极效应修正的强场模型．利用该模型解释了线偏振激光场中极性分子光电子动量分布的左右不对称结构，即固有偶极效应导致极性分子在前后两个连续半周期电离不对称，而前后半个周期不对称的库仑作用进一步导致光电子动量分布的不对称；进一步利用该模型，通过提取正交双色场中极性分子动量分布不同象限的权重比值，可以在激光亚周期分辨极性分子基态及激发态电离通道，并提取库仑诱导电离时间延迟的信息；在上述工作基础上，介绍了考虑库仑效应校准的阿秒钟方案，利用该方案可以提取激光亚周期极性分子电离时间延迟信息，并通过相对电离时间延迟分辨固有偶极效应的影响．

基于定量重散射模型和高次谐波场在气体介质中的宏观传播理论，揭示了二氧化碳分子内壳层轨道影响阿秒脉冲整形的物理机制．通过对比最高占据轨道(HOMO)与包括HOMO及内壳层轨道产生的高次谐波光谱和合成的阿秒脉冲发现，随着激光强度的增加，内壳层轨道对HOMO产生的高次谐波极小值结构有显著影响；当合成阿秒脉冲的谐波中包含频谱极小值时，内壳层轨道对阿秒脉冲波形有显著的调制作用；当改变泵浦-探测角度时，内壳层轨道对阿秒脉冲波形的调制作用仍然存在．

给出了ZnTe，GaP和GaSe这3种常见的电光晶体折射率和吸收系数随太赫兹波频率而变化的计算曲线，并比较了晶体在光学波段的折射率和群折射率．通过与太赫兹频率和晶体厚度相关的电光效率响应函数，理论计算了电光晶体对太赫兹脉冲的探测电光响应，获得晶体厚度，探测光脉冲宽度与探测到的太赫兹频谱宽度的关系，模拟了太赫兹实际波形和测量波形的区别，为太赫兹电场和频谱的准确测量提供了依据．

针对氢原子中的共振多光子电离问题，研究了脉冲面积对光电子分裂峰数和位置的影响．通过构建束缚-连续电离模型并求解含时薛定谔方程，从脉冲面积的角度揭示了光电子能谱中Autler-Townes (AT)分裂的形成机制，并阐明脉冲面积如何影响分裂峰的数量和位置．进一步地，基于束缚态的概率幅和布居与脉冲面积的关系，揭示Rabi振荡周期中束缚态概率幅符号差异所引发的量子干涉效应．这些发现为理解多光子电离过程中的量子动力学提供了新的视角．

应用激光诱导电子衍射技术对核糖核苷酸尿嘧啶和脱氧核糖核苷酸胸腺嘧啶进行分子结构探测．通过模拟在不同入射电子能量下得到的二维分子反差因子图样，并对动量转移平面下的二维分子反差因子进行傅里叶变换重构分子的二维结构信息，分析了不同核糖核苷酸分子结构的差异性．理论结果表明：在较宽的电子能量范围内，激光诱导电子衍射信号稳定，该分子结构探测有望应用于快速精确检测生物分子电子器件中的结构及其动力学过程．

通过数值求解二维含时薛定谔方程，理论研究了取向的氧分子在少周期双色交叉线偏振激光场中高次谐波的偏振特性，并展示了产生近圆偏振孤立阿秒脉冲的可能性．通过调节氧分子的取向角、两个线偏振激光场的交叉角和相对相位还可以实现对孤立阿秒脉冲椭偏度的调控，并且在合适的分子取向角、激光场的相对相位和交叉角情况下，叠加截止位置附近的超连续谐波谱可获得脉宽为272 as的近圆偏振孤立脉冲．

基于玻姆力学理论，研究了强激光场中氢原子的电离动力学机制．通过分析强场驱动的原子三种不同电离动力学过程的玻姆轨迹、对应的能量变化和电场、库仑场及量子场与电子相互作用的竞争机制，发现电子在未激发电离时，量子力和库仑力抑制着电子的运动；在电子电离后，电场力引导了电子的运动，并且电子运动情况不同，量子力对电子的运动有促进或抑制作用．为了进一步理解强场驱动的原子电离动力学演化过程，计算了强激光场中原子电离过程和返回过程的总能量随时间的变化关系，通过比较半经典方法和玻姆力学方法的结果，发现玻姆力学方法模拟的对高次谐波产生有贡献的电子发生电离的时间较半经典方法有延迟，结果与实验更符合，是由于考虑了量子力对电子运动的作用．

研究了基于光学差频的太赫兹频域光谱技术，提出了一种低成本、高灵敏度的太赫兹频域光谱仪方案．利用可调谐半导体激光器与光电导天线耦合实现太赫兹波激发和探测，通过优化数据采集和信号处理、分析过程，深入探讨偏置电压、调制频率、锁相设置等因素对系统性能的影响，最终实现频率范围 0.1~1.1 THz，最高分辨率为 1.2 GHz，这使得当对太赫兹频谱进行分析时，能精准捕捉到细微的频率变化．在110~550 GHz频率区间内，系统的信噪比维持在30 dB，保证了信号的稳定性与可靠性，有效降低了噪声干扰对频谱分析结果的影响．为进一步验证系统的可靠性与实用性，使用该系统对水蒸气吸收峰进行测量．将测量结果与数据库中的数据进行比对分析，结果显示二者基本一致，吸收峰位置与HITRAN数据库标准值的偏差小于0.5%，峰强度误差控制在5%以内，验证了系统在实际应用中的可靠性．

利用飞秒时间分辨质谱技术，在飞秒时间尺度下对二氯亚砜分子在200~255 nm紫外光波段的超快光解动力学进行了研究．实验观察到的光解产物主要以三体解离通道为主，分子通道和自由基通道的贡献较小．通过对解离产物SO和Cl的生成时间比较可知：该分子的三体解离是异步协同反应类型，即两个S-Cl键的断裂是在一个转动周期内完成的，不是逐步实现的．第二个S-Cl键的断裂发生在第一个S-Cl键拉长之后，因此两个S-Cl键的断裂是不对称的．200 nm激发时，由于激发态寿命更短，在质谱中没有观察到母体离子信号．对比200~255 nm激发下的产物离子强度可知不同光解产物在不同波长下的产率差别很大．

通过飞秒时间分辨瞬态吸收光谱和量子化学计算对3，4，5-三甲氧基肉桂酸分子的激发态动力学过程进行了研究．发现3，4，5-三甲氧基肉桂酸分子的稳态吸收很好地覆盖了紫外线中UVB(户外紫外线)的大部分区域．该分子被紫外光激发后跃迁到S2态，快速发生S2态→S1态的内转化过程，在其甲醇溶液中时间常数为0.3 ps．伴随着5.2 ps的振动冷却过程，最终分子以47 ps的时间常数发生反式-顺式的光异构化反应．研究表明：3，4，5-三甲氧基肉桂酸分子可以快速地将吸收的紫外光能量转换为分子的振动能，具有优异的紫外光防护潜力．

在生物医学成像领域，传统光学系统因体积和复杂度限制，难以满足小型化与集成化需求．超构透镜是一种用于聚焦和成像应用的二维超构表面结构，能精准调控光波电磁特性，为成像设备小型化提供创新方案．本研究旨在总结回顾超构透镜在生物医学成像领域应用的最新进展．首先，概述了超构透镜波前调控的基本原理，包括广义斯涅尔定律，以及相位调控、振幅调控、偏振调控和角动量调控等方式；然后，从像差校正、多功能、高数值孔径、与其他器件集成的超构透镜4方面介绍超构透镜的分类；其次，总结超构透镜的设计方法与加工方法；最后，分类综述超构透镜在内窥镜、双光子荧光显微镜、光片荧光显微镜、微分干涉差显微镜、定量相位成像等生物医学成像中的研究进展．

本研究聚焦光生物调节在调控脑膜淋巴管治疗脑疾病中的应用，系统性地总结并分析了该领域的最新研究进展．首先，阐述了脑膜淋巴管的结构与功能及其在清除代谢废物、维持脑内稳态中的重要作用，并分析了其功能障碍与神经退行性疾病、脑卒中等脑疾病之间的关联；随后，介绍了光生物调节的原理及其对脑膜淋巴管的调控效应，包括脑膜淋巴管扩张及脑膜淋巴管重塑等，及其在常见脑疾病治疗中的应用进展；最后，对该领域的研究现状进行总结，指出当前研究面临的挑战，并对未来研究方向进行了展望．

介绍了飞秒激光与眼组织作用机理及飞秒激光在屈光矫正、白内障摘除、青光眼治疗等方面的研究进展，探讨了飞秒激光在老视和眼底疾病等方面应用的可能性．在屈光手术方面，探讨了激光屈光手术技术发展历程及现有不足；在白内障手术方面，对比了传统手术与飞秒手术优缺点及飞秒手术进一步提升方向；在青光眼治疗方面，介绍了当前飞秒激光治疗的最新进展．此外，也介绍了飞秒激光在老视治疗中通过晶状体软化和角膜多焦设计展现潜力，并在眼底疾病治疗中有潜力克服传统光凝疗法的组织损伤缺陷．

为了解决视网膜血管分割中因人工标注误差和噪声标签导致的模型性能下降问题，提出了一种基于生成对抗网络(GAN)的标签优化方法．该方法通过迭代式生成对抗网络优化标签质量，减少低质量标签对分割模型的干扰．在方法实现上，首先通过生成对抗网络模拟低质量标签的噪声分布，并将其与高质量标签进行优化．优化过程中，结合二分类交叉熵损失函数(BCE)与对抗损失函数，确保优化后的标签与真实标签的一致性．在CHASE_DB1和DRIVE两个公开数据集上进行了实验，采用四种不同的血管分割框架进行对比分析．实验结果表明：使用优化标签训练的模型在CHASE_DB1数据集上的平均分割精度分别为96.18%，96.32%，96.06%和96.23%，在DRIVE数据集上的平均分割精度分别为95.51%，95.62%，95.65%和95.67%．与仅使用原始标签相比，优化后的标签显著提升了分割精度．

血液细胞与肿瘤细胞有复杂的相互作用，已成为肿瘤检测的有希望的候选者，本研究综述了近年来血液细胞在肿瘤液体活检领域的研究进展，重点介绍了血液细胞与肿瘤的相互作用机制及其在肿瘤诊断中的具体应用．首先对肿瘤与红细胞、血小板、白细胞、淋巴细胞和循环肿瘤细胞之间的相互作用途径进行了总结，明确了肿瘤相互作用时血液细胞中可能发生的分子和结构改变．然后分别在分子、亚细胞结构和细胞水平上概述了血液细胞作为液体活检生物标志物的代表性案例．最后，探讨了血液细胞应用于肿瘤液体活检领域面临的挑战及未来研究方向．

鉴于H&E染色的组织成像和病理诊断操作流程繁琐且耗时较长等局限性，提出了一种用于癌症的分析与诊断的受激拉曼散射显微成像方法．无标记受激拉曼散射(SRS)技术能快速高分辨率地对新鲜未处理的组织进行化学成像分析．基于拉曼指纹光谱区分癌组织中脂质与蛋白质信息，SRS可快速鉴别肝癌、前列腺癌等多种癌症组织与正常组织的差异．在人工智能模型辅助下，SRS病理诊断时间最短可缩减至1 min，能快速定位肿瘤组织区域．该技术可为医师术中导航与诊断提供更全面、准确的癌症信息，为癌症早期诊断及术中肿瘤快速精准切除提供重要参考依据．

生物医学影像技术凭借其非侵入性、高分辨率和实时性等优势，已成为当前作物表型组学研究的重要工具．常用的生物医学影像技术包括电子显微镜、光片显微镜、计算机断层扫描(CT)、正电子发射断层扫描(PET)、磁共振成像(MRI)、热成像、光谱成像、太赫兹光谱成像、超声成像、光声成像和激光3D扫描等．本研究综述了上述技术的原理及其在非生物与生物逆境胁迫研究、作物生长发育监测、产量与品质检测、遗传机制解析与基因组选择方面的应用实例．在此基础上，进一步探讨了生物医学影像技术在作物表型组学中的未来发展趋势．

综述了二维金属卤化物钙钛矿(2D MHP)在X射线探测器中的研究进展，涵盖直接式与间接式探测机制、关键性能参数、材料制备方法及器件结构优化．重点分析了单晶与多晶薄膜的制备策略、灵敏度与成像分辨率的提升路径，以及在高电阻率、低离子迁移方面的独特优势．针对器件中存在的材料厚度受限、载流子输运不足和铅毒性问题，提出了多维结构设计和无铅材料替代等解决方案，并展望其在柔性探测、水下成像等前沿领域的应用前景．

采用一种新颖的摩擦-水分共诱导析晶机制，在室温条件下实现玻璃中钙钛矿纳米晶(PNCs)的可控制备．通过设计实验，重点研究了基于摩擦力、水分共同诱导机制下由非晶态至晶态的相变过程，分析了CsPbBr3 PNCs的析出与分布状态、玻璃网状微观结构及析晶机制．研究了CsPbBr3 PNCs及混合卤素CsPbX3 (X=Cl，Br)PNCs的光学性能．结果表明：CsPbBr3 PNCs玻璃的PLQY最高可达74.52%，混合卤素CsPbX3 (X=Cl，Br)PNCs玻璃的量子效率为33.5%，CsPbBr3 PNCs玻璃的荧光寿命为τ=22.31ns．发光热稳定性测试表明玻璃基质有效的提高了CsPbX3 (X= Br/Cl)钙钛矿纳米晶的热稳定性．研究了CsPbBr3 PNCs玻璃X射线成像性能，优化后的钙钛矿纳米晶玻璃复合薄膜的成像线对从不足5 lp/mm提升至12.5 lp/mm．得益于优秀的PLQY，该玻璃材料在X射线成像领域极具应用潜力．

针对光正交频分复用索引调制(OOFDM-IM)系统在激活子载波较多时存在误码性能不理想的问题，提出了一种基于空时分组编码(STBC)的STBC-OOFDM-IM方案．该方案通过空间分集技术将信息符号在多个发射天线间进行正交编码，结合索引调制的频谱效率优势，实现了空频联合分集增益．理论分析表明：编码后系统在保持传输速率不变的同时，可获得显著的误码性能改善．进一步提出了基于开普勒优化的级联型时间卷积网络与长短期记忆网络(KOA-TCN-LSTM)检测算法．该算法将TCN的局部时序特征提取能力与LSTM的长期依赖建模能力相结合，通过端到端学习直接建立接收信号到发射信号的映射关系．此外，引入KOA优化算法对网络超参数进行全局寻优，有效解决了传统梯度下降易陷入局部最优的问题．仿真结果表明：在弱湍流条件下，当误码率为1×10-4时，(2,1,2)系统的信噪比在编码后改善了约3.8 dB．所提检测算法在获得近似最大似然性能的同时，计算复杂度和时间开销有效降低，这为大气激光通信系统的实用化提供了有效的技术途径．

提出了一种基于多域波形设计的抗主瓣干扰(MLJ)方法．该方法将编码信息主动调制到发射信号上，并对接收信号进行重构．通过这些操作，将有用信号(SOI)携带的编码信息映射到空域信道上．在更高维度的“空-码”联合域中实现了对SOI和MLJ的识别．通过设计与发射编码序列相匹配的滤波器，对接收信号进行预处理、信号重构和干扰对消．理论推导和仿真结果表明：所提出的算法仅须对单个天线进行功率分配，即可克服传统空域对消方法在抑制MLJ，特别是SP-MLJ时的达波方向(DOA)分辨局限．在将MLJ抑制比维持在30 dB以上的同时，SOI的抑制比仅约为3 dB．有效实现了高效的干扰抑制，并且相对完整地保留了SOI．

为了应对敌方施加的宽带通信干扰，非合作干扰对消利用阵列信号的空域相关性抑制干扰，且局限于舰船、飞机平台的有限空间，对消系统常采用异构稀布方式布置辅助天线，但稀布布置会导致合成方向图在非干扰方向上出现对消盲区对通信信号造成损耗，为此通过优化辅助天线位置来提升对消系统的保通性能．首先，通过对非合作干扰对消辅助天线阵列建模，推导出通信信号损耗量与空域角度的定量关系，引入对消盲区表征．然后，根据损耗阈值计算盲区占比，设计通信损耗、阵列孔径、阵元间隔的多约束条件，建立联合约束下的异构稀布阵列盲区优化模型，并提出一种自适应移动海马优化算法对该模型求解．通过对一维线阵和二维圆阵的仿真，结果表明所提优化方法能有效降低对消盲区，将对消盲区控制在10%以下．最后通过实验验证了优化结果．