在低浓度样品检测过程中,由于感兴趣的分析物浓度较低,存在有用的信息较少,噪声较大等问题,限制了吸收光谱法在低浓度、高精度检测中的应用。与传统的吸收光谱技术相比,多阶散射光谱法能够提高光在被测样品中的光程,进而提高检测灵敏度、降低检测噪声,为微量样品检测提供了一种新的检测方法。因此,本论文提出采用多阶散射方法增强光学吸收谱的信号,再利用小波分析方法和改进蝙蝠算法优化,得到有用光谱信息,提高吸收光谱的检测精度。主要研究内容包括:1、针对多阶散射吸收的特点,设计并构建了基于多阶散射技术的光谱采集系统;然后,采用多阶散射增强吸收的方法,在Cy3荧光染料水溶液中加入不同粒径的水相单分散的SiO₂纳米微球,使其充当随机散射介质,从而实现光的多次散射,增加检测光程,大幅度提高了Cy3溶液的检测限,为微小量样品的吸收增强检测提供了新的研究方法。2、在光谱的采集过程中,光谱采集设备本身所引入的系统噪声和周围环境的影响使得实测得到的光谱信号往往含有高频噪声,降低了信号的可信度。针对这些噪声采用小波阈值法对实验采集到的光谱进行降噪处理。提出一种连续性好、高阶可导、参数可调的新阈值函数,通过调节阈值函数的形状参数可以使其灵活地在软、硬阈值函数之间变换。通过实验仿真验证了该阈值函数去噪效果优于其它传统阈值函数,提高了信号的信噪比,降低了均方误差。3、针对传统阈值去噪法中阈值和阈值函数形状选取固定的缺点,将小波阈值函数与蝙蝠算法相结合,提出一种新的去噪方法。对于传统蝙蝠算法对初始解有较强的依赖性、易陷入局部最优解等问题,提出一种改进的蝙蝠优化算法。该方法将原始信号与重构信号之间的均方误差作为目标函数,利用改进的蝙蝠算法自适应的寻求各分解层的阈值和改进阈值函数的形状调节参数最佳取值,经过仿真实验验证,该方法去噪后的信号更接近原始信号,去噪效果得到了有效的提升。