为了解决温度测量中的非线性和响应速度问题。研究了基于单片机89V51RD2计数原理测量荧光寿命的测温装置。研究发现,由于荧光比激发光滞后一个荧光寿命时间,把产生荧光的激发信号和监测到的荧光信号进行异或运算,用单片机测量出异或电路置1的时间,这个时间就是荧光寿命,再根据荧光寿命和温度的对应关系式可计算出被测量温度。分析表明,在0-100℃范围内,基于单片机的荧光寿命法温度测量仪的分辨率为0.01℃,测量精度为±0.05℃,响应时间为0.01 s,解决了温度测量中的非线性和响应速度的问题。

建立一台基于同步扫描相机的双光子激发荧光寿命显微测量系统,同步扫描相机的重复工作频率为76MHz,利用钛宝石飞秒激光器作为光源,通过可调延时器和标准具对扫描相机的时间分辨率、扫描速度以及非线性等进行标定.该系统的时间分辨率为9ps,非线性小于4%,量程为2.8ns.测量了荧光染料Rose Bengal（RsB）的荧光衰减曲线,通过最小二乘法对荧光的衰减曲线进行拟合,得到RsB的荧光寿命为763ps,与标准荧光染料对比一致.

分析了原有时间相关单光子计数光谱仪存在的不足,提出了改进方案。研制了高速数据采集系统,采用PCI总线技术、FPGA技术,开发了高速光谱数据采集卡,取代了原有的多道分析仪,数据采集速度达到20MB/s,比原有仪器提高了约200倍;改善了仪器的性能、减小了体积。介绍了光谱仪系统的集成和工作流程,并对仪器的性能进行分析,通过多种标准样品的试验数据分析和对比,光谱仪系统具有最高的灵敏度-单光子计数,测得荧光寿命可达到ps量级,而且可以测得时间分辨光谱。