1 浙江方圆检测集团股份有限公司, 浙江 杭州 310013
2 浙江科技学院信息与电子工程学院, 浙江 杭州 310023
应用紫外-可见(UV-Vis)漫反射、 拉曼(Raman)与光致发光(PL)光谱就当前市售的大小各异、 金色饱和度深浅不一的珍珠其致色属性予以对比分析。 结果表明: 基于珍珠UV-Vis漫反射光谱特征的差异将金黄色珍珠初分为两种类型: Ⅰ型珍珠其谱图在(360±5) nm处存在吸收带、 在(420±10) nm处存在较弱的吸收峰或肩, 该类珍珠为当前珍珠销售市场较为常见的自身致色珍珠; 除Ⅰ型珍珠外, 将其他金黄色系珍珠归属为Ⅱ型, 其对应的UV-Vis反射光谱主吸收峰可位于340～430 nm区间, 部分Ⅱ型样品在280～600 nm无明显吸收或仅存在较弱的吸收肩。 进一步就Ⅱ型珍珠予以Raman光谱检测, 在激发强度较低时经处理的Ⅱ型黄色珍珠在150～1 000 cm-1区间可产生较强的荧光峰, 且荧光峰的强度明显高于文石约1 086 cm-1处的特征峰。 同时, 上述经处理的Ⅱ型珍珠对应的PL光谱同样表明在500～600 nm区间的荧光强度显著增大。 此外, 部分经处理的珍珠其Raman 或PL光谱中可见与珍珠组成成分无关的特征峰位。 上述珍珠的Raman与PL光谱中出现的异常荧光与外来特征峰可作为珍珠经处理的佐证依据。 课题工作为当前金黄色珍珠颜色的形成属性及仿珍珠的鉴定提供理论与技术支撑, 同时对于Raman光谱在其他类宝玉石、 特别是有机宝石的检测鉴定中具有重要的借鉴意义。
黄色珍珠 天然色 处理色 紫外-可见漫反射光谱 拉曼光谱 光致发光光谱 Yellow pearl Natural-color Treated-color UV-Vis diffuse reflectance spectrum Raman spectroscopy Photoluminescence spectroscopy 光谱学与光谱分析
2023, 43(6): 1703
1 中广核研究院有限公司 ATF研发专项办公室深圳 518000
2 核电站高安全性事故溶错燃料技术工程实验室深圳 518000
FeCrAl合金包壳作为事故容错燃料（Accident Tolerant Fuel，ATF）中长期可商用的技术途径得到了广泛关注。本文旨在研究微量Y对FeCrAl合金包壳力学与氧化性能的影响。采用光学显微镜观察FeCrAl和FeCrAlY合金晶粒尺寸和微观形貌。采用爆破试验机和热重分析仪开展内压爆破试验和高温水蒸气氧化试验。采用X射线衍射仪（X-ray Diffractometry，XRD）、扫描电子显微镜（Scanning Electron Microscope，SEM）和能量色散谱仪（Energy Dispersive Spectrometer，EDS）观察FeCrAl和FeCrAlY合金氧化产物成分、表面及截面氧化产物形貌，并对其成分进行分析。研究结果表明：微量Y主要固溶到FeCrAl合金包壳基体中，未形成Fe-Y第二相；固溶到FeCrAl合金包壳基体中的Y未对室温到1 000 ℃内压爆破强度和破口形貌产生影响；但添加微量Y显著改善了FeCrAl合金包壳的耐高温水蒸气氧化性能，800 ℃、1 000 ℃和1 200 ℃水蒸气氧化8 h条件下，氧化增重量分别下降65.1%、60.0%和31.5%。相比于FeCrAl合金包壳表面单一的Al2O3氧化膜，FeCrAlY包壳表面形成了内部应力更低、致密性更高、且与基体结合力良好的含Y复合氧化膜。由此可见，微量Y的添加对FeCrAl合金的内压爆破性能未产生显著影响，但耐高温水蒸气氧化性能得到显著提高。
FeCrAl合金包壳 内压爆破 高温水蒸气氧化 氧化增重 FeCrAl alloy cladding Internal pressure burst High-temperature steam oxidation Oxidation weight gain
1 浙江方圆检测集团股份有限公司, 浙江 杭州 310013
2 浙江工业大学材料科学与工程学院, 浙江 杭州 310014
3 浙江科技学院信息与电子工程学院, 浙江 杭州 310023
基于紫外可见（UV-Vis）漫反射光谱就当前市售流通领域常见的灰色珍珠品类进行表征并依据样品的反射谱图的类同特征予以分类, 并初步探究了灰色珍珠的颜色成因。 研究表明: (1)基于灰色珍珠的UV-Vis 漫反射光谱中约280 nm 处吸收峰的有无, 首次将灰色珍珠分为Ⅰ型（存在明显的吸收）与Ⅱ型（无吸收或仅存在较弱的吸收）。 并据Ⅰ型珍珠在其紫外可见光区的反射峰形与其反射主波长位置的差异进一步分为Ⅰn, Ⅰp与Ⅰf三个亚型, 上述Ⅰ型珍珠均为有核珍珠。 其中Ⅰp型珍珠的内核为白色、 内核与珍珠层之间较多存在褐色、 黑褐色的过渡层, 该过渡层可能是导致珍珠呈灰色的直接原因。 与此同时, 上述Ⅰp型珍珠在宝玉石鉴定领域一般认为是未经处理的。 （2）结合前人就珍珠辐照的相关工作及本工作中贝壳珍珠层辐照前后颜色的改变及UV-Vis反射光谱的变化特征, 推断辐照仍是人工处理导致珍珠呈现灰色主要原因之一。 基于样品对应的UV-Vis反射光谱中约280 nm吸收峰的消失或仅呈现一吸收肩可初步定性该类珍珠经优化处理。 同时, 从Ⅱ类灰色珍珠的断面结构看, 当前灰色珍珠并不仅局限于有核珍珠, 无核灰色珍珠同样存在于流通领域。 课题研究工作可为灰色珍珠及其优化处理品的鉴定提供理论与技术支撑。
灰色珍珠 珍珠层 紫外可见漫反射光谱 辐照 Gray pearl Nacre UV-Vis diffuse reflectance spectrum Irradiation 光谱学与光谱分析
2022, 42(12): 3703
1 浙江方圆检测集团股份有限公司, 浙江 杭州 310013
2 浙江工业大学材料科学与工程学院, 浙江 杭州 310014
3 诸暨市产品质量计量检验检测所, 浙江 诸暨 311800
主要基于紫外可见（UV-Vis）漫反射光谱首次对比研究了经过热处理、 有机或无机染料改色或钴-60产生的γ射线辐照三种不同处理工艺对同为珍珠质的淡水与海水珍珠及贝壳珍珠层的漫反射光谱的影响机制。 结果表明: （1）在不同颜色、 淡海水属性的珍珠与贝壳珍珠层的UV-Vis反射光谱的紫外区皆存在约280 nm 处的吸收峰, 上述吸收峰位归属于珍珠层中自身存在的有机质所致, 而非珍珠的致色色素。 （2）以上三种不同的处理工艺对上述280 nm处的吸收峰位存在一致的影响行为, 即随着不同的处理工艺强度的增大, 处理样品对应的反射谱图中约280 nm处吸收峰的强度逐渐降低直至消失。 与此同时, 珍珠的反射谱图中紫外区的反射主波长的反射强度也随之减弱, 且反射主波长的峰位向可见光区发生显著红移。 研究工作可为珍珠及珍珠的优化处理的鉴定筛选及其珍珠颜色的形成属性判定提供检测依据与理论支撑。
珍珠 珍珠层 热处理 染色处理 辐照 紫外可见漫反射光谱 Pearl Nacre Heated treated Dyed treated Irradiation UV-Vis reflectance spectra 光谱学与光谱分析
2022, 42(12): 3697
1 浙江方圆检测集团股份有限公司，浙江 杭州 310013
2 浙江科技学院信息与电子工程学院，浙江 杭州 310023
在室温下分别以405、532、785 nm为激发波长对典型化学气相沉积法（CVD）合成钻石的拉曼（Raman）光谱特征进行了对比研究。结果表明：1）同一激发波长下，钻石及其中的光学缺陷对应的Raman特征峰随着激光能量的增大更趋明显，且对应的特征峰位不随激光能量的增大而频移。同为Ⅱ型钻石，因不同颗钻石中的杂质元素的赋存不同或钻石后期的处理方式的差异导致同一激发波长下其对应的Raman谱图存在一定的差异；2）不同激发波长下，同一颗钻石的Raman光谱中在1332 cm-1处均存在特征峰。同时，归属钻石的Raman本征峰并不随激发波长的改变而发生频移。相反，钻石中的杂质或经钻石自身后期处理等因素引起的光学缺陷的呈现形态与激发波长的选用密切关联。该研究工作对应用Raman光谱对钻石晶体结构信息进行表征及区分钻石的本征峰与其中的光学缺陷特征峰具有重要的指导意义。
光谱学 合成钻石 化学气相沉积 拉曼光谱 光致发光光谱 激发波长 光学缺陷 激光与光电子学进展
2022, 59(23): 2330002
1 浙江方圆检测集团股份有限公司，浙江 杭州 310013
2 浙江工业大学材料科学与工程学院，浙江 杭州 310014
3 浙江科技学院信息与电子工程学院，浙江 杭州 310023
应用紫外-可见光（UV-Vis）漫反射光谱与拉曼光谱对海水大珠母贝养殖的具有不同金色深浅的珍珠（以下简称“金珠”）的光谱特征进行研究。结果表明，金珠对应的UV-Vis 漫反射光谱中在约360 nm、280 nm 处存在特征吸收峰，且360 nm处吸收强度与金珠的金色饱和度呈正相关性，360 nm与280 nm 两处的吸收强度存在负相关性，即：珍珠表面呈现的金色越深，360 nm 处吸收越强，280 nm处吸收越弱；反之，金色越弱，360 nm 处吸收越弱，而280 nm处吸收越强。其次，分别以405、532、785 nm波长的激发光源进行珍珠拉曼光谱检测。在同一激光波长下，随着激光能量的增加（0.05%~100%），谱图中约1086、705 cm-1处，特别是100~300 cm-1区间归属珍珠中生物文石的特征峰位渐显且峰强渐增。同时，在405 nm与532 nm 激光光源下，珍珠的拉曼光谱中约1300~1600 cm-1区间可见两处较宽的拉曼峰。上述两处特征峰随着激光能量的增大，拉曼峰的强度也随之增大且发生定向的频率位移。此外，在激光能量较低时，拉曼谱图中约1086 cm-1处文石的特征拉曼峰强度明显高于珍珠中自身有机质导致的荧光峰强。随着激光能量的提升，激光束对珍珠样品表面的辐照破坏愈加明显。该研究工作可为当前金珠颜色的形成属性及仿金珠的鉴定提供理论与技术支撑，同时对于拉曼光谱在其他类宝玉石的检测鉴定中具有一定的借鉴意义。
光谱学 海水养殖金色珍珠 紫外可见漫反射光谱 拉曼光谱 频率位移 激光辐照 激光与光电子学进展
2022, 59(19): 1930004
上海理工大学 上海市现代光学系统重点实验室，上海 200093
基于渡越-切伦科夫辐射原理，单色飞秒激光脉冲聚焦到空气中形成等离子体进而辐射出径向偏振太赫兹波，径向偏振太赫兹波经过紧聚焦后在焦点处产生太赫兹波横向偏振分量。为了有效调控太赫兹横向分量的频率分布和振幅特性，首先，通过理论分析太赫兹横向场分量在外加电压下的分布规律，给出不同角度的外加电压对太赫兹横向场频率强度的影响。然后，采用对等离子体施加外部电场的方法，得到一个最佳的纵向电场角度产生高强度太赫兹横向偏振分量。对发展太赫兹波特性的基础研究以及太赫兹技术的应用具有重要的参考意义。
太赫兹波 横向偏振 外部电场 terahertz transverse polarized external electric field
1 浙江方圆检测集团股份有限公司, 浙江 杭州 310013
2 浙江工业大学材料科学与工程学院, 浙江 杭州 310014
采用紫外-可见(ultraviolet-visible, UV-Vis)反射光谱并结合405 nm为激发光源的光致发光(photoluminescence, PL)光谱对海水养殖的黑色系珍珠进行较系统的光谱采集、 比对, 以期探究天然色黑色珍珠在上述光谱中的异同特性。 结果表明: (1)基于UV-Vis反射光谱中250~800 nm区间的谱图特征, 首次将黑色系珍珠的UV-Vis反射特性归类为四大类, 即①在约400, 500和700 nm处均存在吸收峰; ②在约400和500 nm两处存在吸收峰; ③在约400和700 nm两处存在吸收峰; ④在约500和700 nm两处存在吸收峰; (2)在405 nm激发光源下, 黑色珍珠的PL光谱在约620, 653和677 nm处皆出现特征吸收, 上述各吸收峰位在其他类别的淡海水珍珠的PL光谱中未曾见有具体报道。 且有趣的是, 首次发现黑色珍珠的PL光谱中约677 nm处的特征吸收峰表现出较强的光敏特征, 即随着激发光源辐照时间的延长, 该处吸收峰的强度渐弱甚至消失。 研究结果可为黑色系珍珠其颜色形成属性的鉴定、 判断提供理论与技术支撑。
海水养殖黑色珍珠 紫外-可见吸收光谱 分类 光致发光光谱 辐照 Seawater cultured black pearl Ultraviolet-visible reflectance spectra Classify Photoluminescence spectra Irradiation 光谱学与光谱分析
2020, 40(9): 2781
1 上海理工大学光电信息科学与计算机工程学院, 上海 200093
2 上海市现代光学系统重点实验室, 上海 200093
对同型半胱氨酸的太赫兹特征吸收光谱进行分析。首先使用密度泛函理论分析同型半胱氨酸分子的振动和转动模式,确保其理论吸收峰位于太赫兹光谱系统可测试范围内;然后,基于太赫兹时域光谱系统测量不同浓度同型半胱氨酸的特征吸收光谱,结合线性拟合方程精确反推出待测同型半胱氨酸的浓度。这些结果对于临床医学中同型半胱氨酸相关疾病的快速准确诊断具有重要意义。
光谱学 同型半胱氨酸 密度泛函理论 太赫兹时域光谱 光学学报
2019, 39(10): 1030003
南京航空航天大学机电学院, 江苏 南京 210016
现有的工业摄影测量系统通常需要在被测物表面布设一定数量的编码点,但是许多工业产品表面并不具备布设编码点的条件。为此,提出一种无需布设编码点的工业摄影测量的实现方法。该方法只需利用一台向被测物投射散斑纹理的投射装置、一把恢复尺度的标尺,以及一台能对被测物体多角度拍摄的相机。为了完成高精度的多视图几何框架的求解,采用一种“由粗到精”的两步重建策略,并提出一种带旋转补偿的数字图像相关(RFDIC)方法来解决大旋转角度图像间的高精度匹配问题。实验结果表明,RFDIC方法对标尺长度测量的误差小于0.01 mm/m,与最新商用的三维测量系统点云重建算法相比,二者的误差约为0.055 mm,满足工业摄影测量的精度要求。
机器视觉 无编码点摄影测量 投影散斑 数字图像相关 多视图几何 光学学报
2019, 39(10): 1015002
