重大自然灾害发生后, 及时、 准确的灾情评估对决策部门制定科学和有效的救灾减灾方案具有关键性的作用。 多光谱遥感具有数据获取范围广、 速度快等特点, 应用在灾害评估中具有非常大的优势和潜力。 在我国近年来的多次重大自然灾害评估中, 多光谱遥感技术都发挥了重要的作用。 该文首先以地震灾害、 洪涝灾害和干旱灾害为例, 简要总结了多光谱遥感在重大自然灾害评估中的具体应用情况。 其次对多光谱遥感在重大自然灾害评估在应用过程中存在的数据源相对不足和应用的广度和深度不够的问题进行了分析。 最后对今后扩展多光谱遥感数据的获取手段、 建立重大自然灾害遥感评估指标体系和完善多光谱遥感评估技术体系等发展方向进行了展望。

介绍了一种基于被动差分光学吸收光谱(differential optical absorption spectroscopy, DOAS)技术探测城市上空污染气体分布的光学遥测方法。 采用安装在汽车上的被动DOAS系统对所测城区进行连续测量, 通过DOAS拟合方法处理采集的太阳散射光谱, 获得测量点上的污染气体柱密度。 同时利用此车载DOAS技术对深圳城区进行了连续六天的观测实验, 得到了深圳市上空SO2, NO2的空间分布信息。 从观测结果发现, 深圳市西边的污染较东边严重, SO2西边浓度均值约是东边的2.0倍, NO2约为3.6倍。 并把在坝光点测量的车载DOAS结果与此站点的点式仪器测量结果对比, 两种仪器的测量结果具有相关性, SO2的相关系数R2=0.86, NO2的相关系数R2=0.57。 实验结果表明车载DOAS的光学遥测方法为城市污染气体分布快速测量提供了一种有效的手段。

传统的农作物信息诊断方法存在劳动强度大、 诊断时间长、 操作技术要求高、 受人为主观因素影响大等缺陷, 限制了农作物信息诊断的实时性和准确性。 成像光谱技术能够通过同时获得农作物的图像以及光谱信息, 实现对农作物生长状况、 病虫害等信息的快速、 无损检测, 已在作物信息诊断中得到越来越广泛的应用, 为农业的信息化提供了技术支持。 文章概述了成像光谱技术的原理, 重点介绍了其在农作物种子成分检测、 种子品种分类、 种子病虫害检测、 田间植株长势监测、 田间植株病虫害检测中的国内外最新研究进展, 分析了成像光谱技术应用于农作物信息诊断的难点, 并对其发展方向进行了展望。

激光诱导击穿光谱(LIBS)技术是一种新兴的元素分析技术, 但自吸收效应对LIBS测量的影响较大。 文中利用Nd∶YAG激光器产生的基频1 064 nm脉冲激光在空气中击穿镍靶产生等离子体, 观测了四条跃迁对应同一电子组态(3d9(2D)4p—3d9(2D)4s)谱线NiⅠ 341.476/351.034/351.505/352.454 nm的自吸收现象。 实验发现, 谱线NiⅠ 351.034 nm没有出现自吸收现象, 其下能级电子组态为3d9(2D)4s的各能级中能量最高的3D1态。 对于其他三条谱线, 在等离子体辐射初期自吸收较为严重, 随着等离子体的演化, 自吸收减弱。 不同谱线的自吸收持续时间不同, 其中谱线NiⅠ 352.454 nm自吸收最为严重, 且当门延时为1 100 ns时仍存在明显自吸收现象, 而NiⅠ 341.476/351.505 nm的自吸收持续时间分别为900和500 ns。 自吸收现象随着激光脉冲能量的增加而减弱。 结果表明通过选择合适的谱线、 激光脉冲能量和较长的探测门延时可以有效避免自吸收现象对LIBS测量的影响。 文章还对不同谱线自吸收持续时间不同的原因进行了讨论。

应用太赫兹时域光谱技术获取了盐酸莱克多巴胺在0.2～2.2 THz波段的光谱特征, 并计算获得了盐酸莱克多巴胺在室温下的折射率谱和吸收谱。 采用密度泛函理论对莱克多巴胺分子的结构和振动频率进行了模拟。 根据理论计算和实验光谱的对比, 采用Gaussian View3.09软件对莱克多巴胺分子的THz特征吸收峰进行了分析指认。 分析结果表明盐酸莱克多巴胺在THz波段的吸收峰除了来自于分子内振动外, 还源自于氢键网络和分子间范德华力引起的分子间集体振动。 研究证明了将太赫兹时域光谱技术用于盐酸莱克多巴胺检测和识别的可行性, 为其残留检测的应用提供了新的实验方法。

利用相干反斯托克斯拉曼光谱(coherent anti-stokes Raman spectroscopy, CARS)探测技术, 研究了激发态Rb2与H2间的电子-振转能级的碰撞转移。 扫描CARS谱确认了H2分子仅在ν=1, J=1,2及ν=2, J=0,1,2能级上有布居, 用n1, n2, n3, n4, n5分别表示(2,0), (2,1), (2,2), (1,1)及(1,2)上的粒子数密度。 从CARS线的峰值得到n1/n5, n2/n5, n3/n5, n4/n5分别为3.57±0.71, 2.65±0.53, 3.00±0.60和0.93±0.17, 有83%粒子数处在ν=2的振动能级上, 而在ν=1上为17%, 转移能配置到振动, 转动, 平动的比例分别为0.48, 0.01, 和0.51, 能量主要分配在振动和平动上。 在T=573 K和PH2=5×103 Pa条件下, 通过求解速率方程组和对时间分辨CARS线轮廓的分析, 得到碰撞转移速率系数k12=(3.1±0.6)×10-14 cm-3·s-1和k2=(4.9±1.0)×10-15 cm-3·s-1。

利用发射光谱法, 研究了圆柱型空心阴极放电条纹的特性。 测量了条纹区的发射光谱, 在此基础上计算得到了电子激发温度、 相对电子密度和电子平均能量的空间分布特性。 结果表明条纹区的光强、 电子激发温度和电子密度均呈非等幅的周期性变化。 与暗纹中心处相比, 明纹中心具有较高的电子激发温度和较低的电子密度。 由阴极向阳极, 明纹中心处的电子激发温度幅值逐渐减小。 此外, 条纹区的电子激发温度随着电流的增加而增加。

采用共沉淀法, 通过氨水调节沉淀剂碳酸氢铵的pH值, 制备了一系列Y2O3∶1%Er样品。 傅里叶变换红外光谱以及元素分析表明, 沉淀剂pH值在8.0～9.5之间变化时, 前驱沉淀物化学结构基本不变; 而X射线荧光谱仪分析与SEM形貌表征的结果表明, pH值改变时不仅会导致前驱沉淀物中Er含量的变化, 而且使得煅烧后粉末颗粒的粒径及其分布发生改变。 测量煅烧后粉末样品的荧光光谱, 结果显示, pH值变化引起的Er含量和颗粒粒径的变化, 都会导致粉末样品发光性质产生差异。

采用高温固相法制备了一系列Gd2Ba3B3O12∶Tb3+绿色荧光粉, 借助X射线粉末衍射仪(XRD)、 真空紫外光谱和荧光光谱仪(VUV-UV)对样品的物相、 发光性能进行了表征。 结果表明, Tb3+作为发光中心全部进入到基质Gd2Ba3B3O12的晶格中并占据Gd3+的位置。 样品Gd2Ba3B3O12∶Tb3+的VUV-UV激发光谱主要由160～200 nm和200～250 nm的宽峰以及260～280 nm和300～320 nm的锐利峰组成。 宽峰是由于基质吸收和Tb3+的f—d的跃迁形成的, 锐利峰是由于Tb3+和Gd3+的f—f特征跃迁形成。 样品Gd2Ba3B3O12∶ Tb3+的最强发射峰位于543 nm, 对应于Tb3+的5D4→7F5跃迁。 在172 nm激发下, 样品Gd1.85Tb0.15Ba3B3O12的发光强度最强, 其色坐标为(0.313 6, 0.484 3), 衰减时间为2.98 ms, 可作为绿色荧光粉应用于等离子体显示器(PDP)领域。

采用高温固相法制备了Dy3+掺杂的Sr1-xCaxMoO4荧光粉。 利用XRD、 SEM、 激发发射光谱以及色参数等研究了所制备荧光粉的结构和发光性能以及x值对荧光粉性能的影响。 XRD图像表明当x=1和x=0时样品为CaMoO4和SrMoO4单一相。 SEM图像表明在750 ℃下煅烧3 h制备的样品粒径为0.2～1.0 μm, 适合固态发光器件的要求。 监测576 nm得到的样品的激发光谱由250～340 nm之间的一个宽带和340～460 nm之间的一系列尖峰组成。 改变Sr/Ca的值, 电荷迁移带激发峰位置发生变化, 而窄带跃迁的激发峰强度发生变化。 用350 nm波长激发样品得到的发射谱由峰值位于480和576 nm的两个窄带组成, 它们是由4F9/2→6H15/2和4F9/2→6H13/2跃迁引起的。 黄色发射峰和蓝色发射峰的强度比Y/B随着Sr/Ca比值的变化而变化。

采用红外光谱法和量子化学计算法(密度泛函B3LYP方法), 分别对常见离子液体1-甲基-3-丁基咪唑六氟磷酸盐和含羟基的咪唑型离子液体提取水环境中的壬基酚的提取机理进行了研究。 研究结果显示常见离子液体与壬基酚相互作用前后的红外谱图上没有氢键存在的迹象, 而含羟基的离子液体在与壬基酚作用后其羟基峰发生了明显的红移。 量子化学计算结果表明常见离子液体中的阳离子［BMIM］+与壬基酚发生了C—H…O氢键相互作用; 而含羟基的离子液体中的阳离子［C4H9OHIM］+ 与壬基酚发生了O—H…O氢键相互作用。 两种研究方法结果均显示含羟基的离子液体与壬基酚的氢键作用比常见离子液体强, 导致其对壬基酚的萃取率也大, 此机理研究结果与萃取实验结果完全吻合。

制备了聚氨酯包裹尿素缓/控释肥, 采用傅里叶变换红外光谱法, 研究了润滑剂蜡、 尿素基体、 异氰酸酯用量对聚氨酯在尿素表面成膜时的影响以及膜层的结构特征。 将聚氨酯包裹尿素放入到氨水中浸泡28 d, 模拟一种聚氨酯包裹尿素在土壤中所处的环境, 发现随着浸泡时间的延长, 游离NH振动吸收与脲CO振动吸收的强度及谱带面积逐渐增加, 脲CO振动吸收位置向高波数移动, 而将聚氨酯包裹尿素放入到水中浸泡28 d, 这种趋势并不明显, 这说明碱性条件对聚氨酯膜层的破坏比水严重, 因此聚氨酯包裹尿素在土中养分释放速度明显比水快, 而化学交联密度较高的膜层, 结构相对稳定, 聚氨酯包裹尿素在水中及土壤中培养时, 养分释放速率基本一致。

考古发掘表明, 我国新石器晚期已经大量使用“白灰面”建筑涂料, 这种建筑涂料, 不仅坚固、 美观、 卫生, 而且有一定的防潮作用, 考古学家推测, 这种建筑涂料很可能就是我国早期人工烧制的石灰。 为此, 本工作采用红外光谱分析方法, 对取自陶寺遗址的“白灰面”、 “白条石”做了红外光谱的对比研究。 结果表明, “白灰面”与“白条石”红外光谱的ν2/ν4比值明显不同, 反应了二者碳酸钙晶体的无序度有较大区别, 从而说明经过煅烧而得到的白灰面, 即人工烧制的石灰是可以通过红外光谱方法鉴定的, 这为我国石灰起源研究提供了一种简单易行的判别方法。 此外, 本工作还借助显微镜与红外光谱分析方法研究了白灰面中掺和料, 结果表明白灰面中的掺和料为纤维素类物质。

聚羧酸型梳状共聚物超分散剂在农药环保剂型悬浮剂的研究中起着重要的作用, 可使其理化稳定性得到明显改善, 因此研究聚羧酸型梳状共聚物超分散剂在莠去津颗粒表面的吸附行为具有重要的理论和实际意义。 利用傅里叶红外光谱 (FTIR)和傅里叶拉曼光谱(FT-Raman)对超分散剂在莠去津表面的吸附行为进行了光谱学表征, 结果表明, 氢键是超分散剂分子与莠去津表面结合的主要作用力, 是分散剂分子在莠去津表面吸附的重要推动力。 但分散剂分子在莠去津表面究竟吸附多少和吸附厚度多大才能使悬浮体系得到稳定, 还需进一步采用光谱学表征手段进行定量分析加以确认。 本文研究结果为开发稳定的莠去津悬浮剂和光谱学定量分析奠定理论基础, 为莠去津悬浮剂的应用提供了重要的信息。

为了检验红外光谱技术在食品安全上的判断能力, 利用傅里叶变换红外光谱仪测试了未霉变黑木耳和霉变黑木耳样品的红外光谱。 对比它们的红外光谱, 两者在羟基和氨基叠加吸收峰、 脂类物质吸收峰的频率位置上有较大差异, 分别相差23.31和13.42 cm-1。 对羟基和氨基的叠加吸收带进行曲线拟合, 发现霉变前后羟基和氨基的比例发生较大变化。 研究表明, 由于霉变后的黑木耳所含物质发生化学变化, 通过傅里叶变换红外光谱能明显地反应出这些变化, 从而可以利用霉变前后红外光谱的特征来鉴别黑木耳是否发生霉变。

采用近红外光谱法对慈竹密度、 抗弯强度和顺纹抗拉强度进行快速预测。 利用反向区间偏最小二乘法(BiPLS)优选光谱区间, 建立原始光谱和不同预处理(一阶微分、 二阶微分、 卷积平滑和归一化处理)光谱分析模型, 同时应用偏最小二乘法(PLS)在全谱范围350～2 500 nm建立各光谱分析模型, 并对所建模型进行比较分析。 结果表明: 同全谱PLS模型相比, BiPLS能够有效选择光谱区间, 并且提高模型预测精度, 其中, 密度、 抗弯强度和顺纹抗拉强度分别选用归一化处理光谱、 二阶微分光谱和一阶微分光谱, BiPLS将全光谱分别划分为30, 20和30个区间时, 建立的密度、 抗弯强度和顺纹抗拉强度BiPLS模型预测效果最好, 预测模型相关系数(R)分别为0.85, 0.88和0.88, 预测标准差(RMSEP)分别为0.052 4, 0.018 5和0.029 2, 表明近红外光谱法可以实现慈竹物理力学性质的预测。

红外光谱技术在制浆造纸工业的原料分析、 浆料检验及纸张检测等方面的应用已取得较大进展, 且发挥着重要的作用。 但传统的透射红外光谱在分析检测上存在破坏样品结构、 制样过程复杂、 测定时间较长等缺点, 已不能满足现代制浆造纸工业即时检测的需要。 为了实现待测样品的在线无损分析, 必须有一种快速而非破坏性的红外光谱技术予以辅助。 傅里叶变换衰减全反射红外光谱(ATR-FTIR)分析技术作为一项新的无损检测技术, 能够迅速、 准确地对制浆造纸各生产工段的产品进行全面无损评价, 目前已开始介入制浆造纸领域的相关科学研究中。 并较为详细地介绍了现阶段ATR-FTIR分析技术在制浆造纸工业各生产工段的研究与应用进展。

运用FTIR技术, 结合外标法、 二阶导数和曲线拟合方程, 研究曼地亚和南方红豆杉红外光谱特征及其不同部位间紫杉醇含量的差异。 结果显示: (1)向原药材中添加紫杉醇量≥0.004 5 mg时, 在1 516, 1 371, 1 244, 1 109和773 cm-1等处的吸收峰明显增强, 且二阶导数图谱 “指纹”区上述等处的峰强随添加紫杉醇浓度的增加而升高; (2)对1 058宽峰运用Gaussian函数曲线拟合发现, 曼地亚红豆杉拟合出8个子峰而南方红豆杉拟合出7个子峰; (3)二阶导数和曲线拟合方程分析表明, 两种红豆杉紫杉及其不同部位紫杉醇含量均存在一定差异, 具体而言, 曼地亚红豆杉超过南方红豆杉; 不同部位比较时, 曼地亚红豆杉以叶片中含量最高而南方红豆杉根中含量最高。 所以, 上述方法, 可以快速分析评价两种红豆杉及其不同部位紫杉醇含量的差异。

采用近红外光谱分析技术结合定性偏最小二乘法对农大108玉米杂交种的纯度进行了鉴别研究, 实验采用农大108杂交种子与母本178种子各100粒进行单粒光谱扫描(建模集与检验集比例为3∶1), 结果表明: 透射孔直径为3 mm时, 所建模型平均鉴别率为99.82%, 显著高于透射孔直径为4.5 mm时所建模型的鉴别率90.96%; 采用胚乳面一次光谱、 胚面两次平均光谱、 胚乳面两次平均光谱和四次平均光谱进行建模, 其平均鉴别率差异不显著, 检验集平均鉴别率均达到99%左右, 略高于胚面一次光谱; 选择透射孔径3.0 mm, 4 000～8 000 cm-1光谱范围, 种子胚乳面单次光谱所建立的农大108玉米杂交种的种子纯度鉴定模型的建模集和检验集的鉴别率均达到100%。

采用便携式近红外光谱仪, 结合偏最小二乘回归法, 研究了牛奶脂肪、 蛋白质和干物质含量的测定方法, 建立了近红外漫反射定量分析模型。 结果显示, 脂肪、 蛋白质和干物质模型相关系数(R2)分别为0.98, 0.95, 0.98, 建模集标准残差(RMSEC)分别为0.187, 0.105, 0.217, 验证集标准残差(RMSEP)分别为0.187, 0.120, 0.296, 相对分析误差(RPD)分别为5.02, 2.60, 3.20。 同时探讨了各成分间的相关性, 发现脂肪与干物质间具有很好相关性(R2=0.921), 因此可通过脂肪模型预测来计算干物质含量, 提高了干物质的检测精度。 研究表明, 采用便携式近红外漫反射模式可为牛奶成分的现场检测提供一种无损、 快速的新方法。

结合遗传算法与线性鉴别分析(LDA)提出了一种玉米品种的快速鉴别方法。 该方法是一种基于近红外光谱的新方法, 通过采集玉米种子(实验共37个种类)的近红外光谱数据, 使用遗传算法进行特征光谱波段的选择, 使用线性鉴别分析的方法提取光谱特征并分类。 结果表明, 遗传算法能有效地剔除光谱噪声波段, 并提高LDA的泛化能力。 同时, 为简化运算, 剔除了大量冗余数据, 结合遗传算法选择的特征谱区, 使参与鉴别的数据维数从2 075降到了233。 对测试集1的300个样本的平均正确识别率与平均正确拒识率均达到99.30%, 其中73.33%的玉米品种的正确识别率达到了100%; 对测试集2(均为未参加训练品种的样本)的175个样本的平均正确拒识率达到99.65%。 与常用的PCA等方法相比, 运算时间更短, 正确率更高。

建立了一种基于近红外光谱分析技术的方法, 对熊胆粉的真伪进行了鉴别, 并对掺伪品中熊胆粉的掺入比例进行了定量分析。 采集了四处不同产地的30份熊胆粉样品, 六份猪胆粉份样品, 以及65份按不同比例混合的熊胆粉与猪胆粉的混合样品的近红外光谱, 对所采集的样品光谱进行主成分分析, 观察到熊胆及其伪品和掺伪品之间存在明显的界限, 不同产地的熊胆粉之间也存在着一定的差别。 同时利用偏最小二乘方法对熊胆粉, 猪胆粉, 及二者的混合物建立了判别分析模型和掺伪熊胆粉中熊胆粉的掺入比例的定量校正模型, 判别分析模型预测的准确率为95%, 定量分析模型的预测集决定系数为0.975 9, 预测均方差为4.25%, 预测效果满意。 研究结果有助于实现熊胆粉的快速、 无损鉴别, 并为其他贵重药材的质量鉴定提供了借鉴。

传统中医的诊断中对舌色的观察是信息来源的重要方面, 但中医望诊中, 肉眼的判断会受到环境变化和医生主观的影响, 对症候的诊断会产生一定的误差。 作者从光谱学的角度入手, 提出一种全新的中医客观化方法, 用连续的光谱信息替代单一舌色, 进而研究舌部携带信息的本质。 实验中使用近红外光谱, 对53个表寒里热患者、 37个健康人和21个风寒患者采集舌部的反射光光谱信息, 通过matlab进行数据预处理, 利用minitab进行偏最小二乘法的建模和预测, 可将健康人和表寒里热患者区分开, 准确率达到85.6%, 但近红外光谱的舌诊数据并不能区分表寒里热和风寒患者。 文章为中医舌诊的客观化提供了一种全新的方法, 为更深入地研究中医证候提供了数据支持。

利用激光镊子拉曼系统(LTRS)测定了2, 6-吡啶二羧酸(DPA)及其钙盐(Ca-DPA)的固体(粉末与晶体)和水溶液及单个细菌芽孢的光谱并进行了对比分析。 不同物态的DPA及Ca-DPA的拉曼光谱有很大区别。分析导致光谱差异的结构上的原因可能有: (１)DPA晶体产生的散射要大于DPA粉末所产生的散射, DPA晶体的拉曼光谱所反映的DPA的特征信息比DPA粉末更为精确; (２)晶体状态的DPA及Ca-DPA中可能有水分子的存在, 其与水分子间的相互作用是很强; (３)钙离子的存在影响吡啶环两边的羧基, 从而使吡啶环产生一定的几何形变, 羧基中的羟基也受到破坏; (４)DPA与Ca-DPA溶液中主要存在的是DPA－2, 在Ca-DPA溶液中钙离子主要是对吡啶环结构的稳定性产生影响。 在测定单个杆菌芽孢内DPA的研究中发现, 芽孢体内的DPA是以Ca-DPA晶体的形式存在的。

为了鉴定文物彩绘中常用胶料的种类, 文章采用显微共聚焦拉曼光谱技术分析了猪皮胶、 猪骨胶、 蛋清、 蛋黄、 桃胶等中国古代文物彩绘常用胶料。 通过对五种标准胶料的拉曼光谱分析, 发现蛋白类胶料和桃胶的拉曼光谱存在明显差别, 桃胶在1 463及1 088 cm-1处存在两个糖类化合物的特征振动峰。 虽然蛋白类胶料间的拉曼光谱具有一定的相似性, 但也各有其特点。 猪皮胶在1 737 cm-1附近存在一个羰基的特征振动峰; 猪骨胶在962 cm-1处存在一个磷酸盐的特征振动峰; 蛋清在1 535～1 555及759 cm-1附近分别存在色氨酸残基及蛋氨酸残基的振动峰; 蛋黄除了具备蛋清的特点外, 在1 749 cm-1附近还存在一个羰基的特征振动峰。 通过各种胶料光谱特征的分析, 证明使用拉曼光谱法可实现文物彩绘常用胶料种类的鉴别。

应用水热金刚石压腔结合拉曼光谱技术来进行石膏和重水间稳定同位素分馏的实验研究。 氢同位素D与H的质量差百分比是所有稳定同位素里最大的, 由质量引起的分馏更容易发生, 更容易在实验中观测; 石膏是浅部地壳重要的含水矿物, 它与重水之间的同位素分馏效应对矿物-水体系的同位素平衡分馏研究具有重要意义。常用分馏系数是指两矿物或两物相间的同位素比值之商αA-B＝RA/RB。 拉曼光谱中, 物质特征峰的峰强度比值与相应的物质的量的比值呈很好的线性相关, 应用石膏和重水的拉曼特征峰强度比值来表征同位素分馏系数α＝Ｉ(Ｄ－Ｏ)Ｉ(Ｈ－Ｏ)石膏Ｉ(Ｄ－Ｏ)Ｉ(Ｈ－Ｏ)重水两物相间要达到完全的同位素交换是测定稳定同位素分馏系数的前提。 此研究应用化学合成法, 增加体系的压力使矿物溶解, 然后在不同的温度条件下降压使矿物重新结晶。 重新结晶的晶体与流体间达到了完全的同位素分馏平衡, 得出不同温度下的同位素分馏系数。相对于前人的研究, 此方法的原位测量不破坏样品, 避免了污染; 同时避免了传统的淬火过程中同位素退化交换作用, 达到了完全的同位素分馏平衡。 金刚石压腔结合拉曼光谱法进行稳定同位素分馏的实验研究是完全可行的。

利用金刚石对顶砧(DAC)技术和显微Raman光谱原位测量技术, 在0～33.1 GPa压力范围对AlN纳米线进行了高压相变研究。 在24.4 GPa附近, A1(LO)振动模式呈现出较大的非对称性宽化的特征, 表明发生了六角纤锌矿到立方岩盐矿的结构转变。 岩盐矿结构AlN纳米线的无序声子散射导致了高压相的Raman散射信号。 卸压后, 高压相的Raman光谱特征被保留下来。 根据纤锌矿结构AlN纳米线的振动模式频率随压力的变化关系, 讨论了AlN纳米线和体材料在转变路径上的区别, 并计算了纤锌矿结构中对应不同声子模式的格林爱森常数。

通过不同的相对湿度(relative humidity, RH)调节方法, 获得了MgSO4·7H2O晶体不同风化过程中的原位共聚焦拉曼光谱, 实现了不同阶段相转变细节的观测。 在快速和慢速风化过程中, MgSO4·7H2O晶体在RH 3%时均转变生成MgSO4·3H2O晶体。 而在潮解过程中, 不同风化过程形成的MgSO4·3H2O晶体的相转变行为并不相同。 对应于快速风化过程, MgSO4·3H2O晶体在RH70%时转化为MgSO4·6H2O晶体, 而对应于慢速风化过程, MgSO4·3H2O晶体则潮解形成过饱和MgSO4液滴。 研究结果表明MgSO4不同水合晶体之间的相转变行为与RH改变路径有关。

借助拉曼光谱, 对聚氯乙烯(PVC)-环己酮溶液的浓度进行了检测。 通过偏最小二乘法(PLS)分析发现, 第一项PLS成分(factor 1)的得分与PVC溶液浓度成正比关系, factor 1的载荷分布能有效地反映出溶液浓度与溶液中的PVC和环己酮含量的关系。 建立了PVC溶液浓度的PLS回归预测模型, 模型预测结果与真实值间的r值和均方根误差(RMSE)分别为0.996 3和2.775。 提取PVC和环己酮的拉曼特征峰, 包括PVC中的C—Cl键(620, 695 cm-1)和环己酮中的脂环族酮(1 709 cm-1), 通过特征峰内标法, 建立了PVC溶液浓度的预测模型, 预测值与真实值间的r和RMSE值分别为0.994 1和3.151。 研究表明, 拉曼光谱能够实现溶液中PVC浓度的快速、 准确的检测, 对优化PVC溶剂法回收工艺具有积极意义。

通过分析不同乙烯含量的聚丙烯样品的拉曼光谱, 并结合偏最小二乘法(PLS), 对聚丙烯中的乙烯含量进行了研究。 对比聚乙烯和聚丙烯的拉曼光谱, 分析了50～600, 600～1 600及2 700～3 100 cm-1等三个特征谱段的拉曼光谱谱图; 建立了乙烯含量的PLS回归模型, 发现利用50～3 600 cm-1全谱段拉曼光谱建立的乙烯含量模型的预测效果最佳, 与近红外光谱(NIR)的检测值结果相近, 与真实值间的线性相关系数(r)、 平均相对误差(RAD)和均方根误差(RMSE)分别为0.995, 2.65%和0.319。 对50～3 600 cm-1范围的拉曼光谱进行PLS分析, 发现第一项PLS成分的载荷分布能够反映乙烯含量与聚丙烯分子结构间的关系, 即与CH2的数量成正相关, 而与CH3, C—H和C—C键的数量成负相关。 研究表明, 利用拉曼光谱可实现乙丙共聚聚丙烯中乙烯含量的快速检测。

为了筛选生活垃圾堆肥过程中最佳的复合菌剂接种方式, 试验对堆肥起始接种、 高温期接种、 高温后接种、 后腐熟接种和不接种菌剂五种不同接种方式下的生活垃圾堆肥过程中水溶性有机物(DOM)进行光谱分析, 考察了生活垃圾堆肥中DOM组成随堆肥时间的变化规律。 DOM荧光光谱解析表明: 随着堆肥时间的增加, 五个不同处理堆体中的DOM光谱学特性呈现出一定规律的变化趋势, 结构复杂的大分子物质和腐殖质类物质不断增多, DOM性质逐渐趋于稳定化。 从DOM的荧光图谱及相关参数综合比较而言, 堆肥起始和越过高温期的高温后接种微生物复合菌剂, 能够明显地加速堆肥的腐殖化进程。

用异硫氰酸荧光素作为荧光探针, 在碱性条件下标记酪蛋白, 根据标记前后吸收光谱、 荧光光谱的变化情况对异硫氰酸荧光素和酪蛋白相互作用进行了初步探讨。 用SephadexG-50层析柱分离出荧光标记物, 以荧光标记酪蛋白作乳化剂, 采用喷雾干燥法制备荧光标记酥油微胶囊, 用激光扫描共聚焦显微镜在488 nm的Ar+激光光源激发下断层扫描酥油微胶囊微结构。 结果表明, 酪蛋白是在油水界面膜和微胶囊表面聚结。 制备出的酥油微胶囊有单核和多核两种形式, 微胶囊为园球形, 表面光滑, 无裂缝, 无凹陷, 微胶囊壁表面完整, 壁结构较为致密, 其颗粒尺寸为有明显差异的大小颗粒组成, 而且小颗粒附着在大颗粒上, 形成了部分附聚粉, 有助于微胶囊溶解, 是一种较为理想的微胶囊制品。

将稀土配合物Eu(TTA)3phen分散于异丙醇中, 通过水解正硅酸乙酯(TEOS)的方法制备了新型荧光材料二氧化硅包覆稀土配合物SiO2/Eu(TTA)3phen。 荧光光谱表明二氧化硅包覆后的稀土配合物荧光强度增加了将近一倍, 同时, 发现Eu3+在617.4 nm附近的发射峰变得非常尖锐, 而未经二氧化硅包覆的Eu(TTA)3phen在617.4 nm附近只是非常不明显的肩峰。 这说明了二氧化硅包覆稀土配合物后, Eu(TTA)3phen的结构变得更加刚性化, 从而使得荧光强度增强。 荧光寿命实验结果表明二氧化硅包覆后的稀土配合物寿命减少, 这正是由于稀土配合物分子结构刚性化造成的。

利用二氧六环(dioxane)小分子作为第二配体, 吡哌酸(PPA)作为第一配体合成了稀土荧光配合物Eu(PPA)3dioxane和Tb(PPA)3dioxane。 这种小分子直接参与配位形成稀土配合物的现象很少见到。 所合成的配合物通过与单独使用吡哌酸作为配体的配合物Eu(PPA)3和Tb(PPA)3对比, 发现二氧六环对稀土配合物的荧光具有明显的增强效果, 尤其是对Tb3+所形成的稀土配合物, 荧光增强非常显著。 二氧六环的参与配位, 代替了原来的水分子, 这样就会在一定程度上减少了热振动所造成的能量损失, 从而增强荧光。 所制备的稀土配合物通过红外光谱、荧光光谱、荧光寿命等方法进行了表征。 对于由Eu和Tb所形成的配合物, 加入第二配体二氧六环对其荧光寿命的影响差别很大, 这说明对于Eu和Tb所形成的配合物存在着不同的能量传递过程。 这种荧光增强现象为检测小分子二氧六环的存在及其含量提供了一种新的方法。

从荧光分光光度计所测浮游植物三维荧光光谱中, 选取12个激发波长点(400, 430, 450, 460, 470, 490, 500, 510, 525, 550, 570, 590 nm)组成离散三维荧光光谱, 采用db7小波技术及Bayes判别法对光谱进行特征提取, 并利用多元线性回归辅以非负最小二乘建立识别技术, 实现了浮游植物群落组成门、 属水平上的荧光识别测定。 所测样品中, 32种赤潮藻: 模拟混合样品(优势种比例分别为70%, 80%, 90%)及单种藻, 属水平平均识别正确率分别为67.5%, 75.8%, 81.4%, 79.4%。 43种浮游植物: 模拟混合样品(优势门比例分别为50%, 75%, 100%)门水平平均识别率分别为95.2%, 99.7%, 91.9%; 平均定量测定百分比分别为38.1%, 63.2%, 90.5%。

选取中国不同产地的17种原油, 考察了原油环己烷溶液3个浓度(5, 500和5 000 mg·L-1)的同步荧光光谱(SFS)特征, 测定了其中4种原油自然风化1, 3, 5, 10, 15和35 d的三个浓度油溶液的SFS, 并利用原油的SFS特征结合主成分分析进行了溢油鉴别研究。 结果表明: 原油溶液的浓度不同, 光谱峰位置和数目均不相同, 随着浓度的增大峰位发生红移, 5, 500和5 000 mg·L-1的油溶液分别在激发波长260～460, 290～550和400～850 nm有特征峰; 不同原油的500 mg·L-1油溶液的SFS具有较大差异, 而同种原油的SFS具有较高的相似性, 具有更好地区分原油的能力。 以500 mg·L-1的油溶液的SFS作为油样的光谱特征鉴别油品, 将一个风化油作为未知油样, 用主成分分析法处理17种原油和未知油样的同步荧光光谱特征, 主成分(PC1对PC2)得分投影图显示未知油样与油样NH-1, BH-3, BH-8和LT-2相似, 而主成分(PC2对PC3)得分投影图显示未知油样与油样NH-1最相似, 鉴别结果与实际情况相符。 可见, 采用高浓度(500 mg·L-1)同步荧光法鉴别溢油快速可靠, 在实际溢油鉴别中具有潜在的应用价值。

将荧光光谱和光声光谱两种互补的探测技术结合起来, 从辐射和无辐射跃迁两个方面, 分析了532 nm激光作用下, NO2分子的激发和弛豫过程。 发现NO2分子在激光作用下, 将跃迁至第一激发电子态, 当样品气压较低时, 受激NO2分子除辐射荧光外, 可通过快速的内能转移过程实现在几个振转能级的再布居; 随样品气压的升高, 分子间碰撞加剧, 受激NO2分子通过分子间的碰撞, 实现在多个振转能级的再布居。 激光布居能级的荧光辐射效率随样品气压的升高逐渐降低, 而长波区域的荧光辐射及光声信号强度逐渐增强, 说明在高样品气压条件下, 受激NO2分子的弛豫过程除辐射荧光外, 还存在很强的碰撞弛豫过程, 在碰撞弛豫过程中受激NO2分子将振动能转化为热运动的平动能, 引起温度升高而产生很强的声信号。

遥感图像融合是一个十分重要的问题, 目前已出现了很多融合方法。 一些现有方法可以从高空间分辨率全色数据中提取细节特征, 并注入到低空间分辨率多光谱数据中, 同时尽可能保持多光谱数据的光谱特性。 现有方法一般都不能利用遥感成像系统的物理信息, 因此可能导致融合结果发生严重的光谱扭曲。 该文采用适当的遥感图像融合模型对图像融合问题进行分解, 将融合问题归结为空间细节调制参数构建与空间细节信息提取两个子问题, 在对传感器光谱响应函数(SRF)的分析基础上, 构建合理的空间细节调制参数。 依据对现有方法的分类, 文章将三种基于SRF的空间细节调制参数构建方法, 与高斯高通滤波提取的空间细节信息结合, 产生三种基于SRF的遥感图像融合方法。 这些方法在Ikonos数据上进行了试验和分析, 并与GS和HPM方法进行了对比。

受水体富营养化的影响, 藻华暴发已成为目前我国湖泊和水库面临的主要环境问题之一。 针对藻华水体的动态监测, 特别是提前预警技术的研究对于内陆水体的污染防控具有重要意义。 该文结合高光谱实验数据, 综合运用指数法和遥感影像假彩色合成法, 建立了基于MODIS数据的太湖藻华水体遥感信息提取模型, 并在此基础上, 对2007年3～5月间太湖藻华形成过程进行了遥感实时动态监测研究。 通过对春夏季节蓝藻水华的空间分布特征和藻华不同形成阶段的特征分析, 提出了太湖藻华水体预警的技术方法, 即当MODIS水体绿度指数GI集中分布于0.6～0.8区间时, 可认为太湖水域已进入蓝藻水华大规模暴发前的预警阶段。

传统的光谱分析技术预测植物的叶绿素含量的精度较低, 而基于3CCD的多光谱摄像机的叶绿素预测研究存在其摄像机本身成本昂贵和无法调整的波长通道数等局限性。 文章提出了基于多光谱图像技术利用敏感波长(532, 610和700 nm)下番茄叶片的灰度值来预测其叶绿素含量的研究方法。 利用多元线性回归分析、 主成分分析和偏最小二乘回归分析等方法建立了预测模型, 取得了较好的预测效果, 其相关系数R2c与R2v均达到了0.9左右。 表明该方法用于番茄叶绿素的预测是有效和可行的, 也为作物的长势检测仪器的开发奠定了基础。

高光谱遥感技术以其光谱分辨率高、 波段连续性强、 数据丰富的特点, 因而在土壤养分研究中得到广泛应用。 通过土壤有机质的高光谱遥感分析, 可以充分了解土壤养分的状况及动态变化, 为指导农业生产及保护农业生态环境提供科学依据。 本文基于江西省余江县和泰和县采集的34个红壤土样350～2 500 nm波段的光谱曲线, 研究了土壤光谱与土壤有机质含量之间的关系。 先对土壤反射率光谱进行两种变换: 一阶微分(R′)、 倒数的对数log(1/R), 然后在提取特征吸收波段的基础上, 运用多元逐步线性回归法和偏最小二乘回归法建立相应的估算模型, 并对模型进行检验。 结果表明, 偏最小二乘回归法优于多元逐步线性回归法, 其建立的高光谱估算模型具有快速估算土壤中有机质含量的潜力。

粉质化是影响苹果等级的重要口感参数。 采用高光谱散射图像进行了苹果粉质化的无损检测研究。 利用奇异值分解方法对样本600～1 000 nm共81个波长20 mm范围内的散射图像进行奇异值分解, 将获得的奇异值作为粉质化表征参数, 结合偏微分最小二乘判别分析建立苹果粉质化分类模型。 结果显示, 对不同产地和不同储藏条件下的样本, 其两分类模型(粉质化和非粉质化)的分类精度为76.1%～80.6%, 优于平均值特征提取方法(75.3%～76.5%)。 分析表明, 奇异值分解可以有效地提取高光谱散射图像的特征, 用此特征建立粉质化分类模型可以区分粉质化和非粉质化的苹果, 但分类精度有待于进一步提高。

图谱合一的近地成像高光谱是现代数字农业对田块尺度的作物长势信息进行动态监测和实时管理的需要, 是促进农业定量遥感发展的重要手段之一。 文章通过自主研制的田间扫描成像光谱仪近地获得盆栽和大田玉米的冠层高光谱影像, 从影像中精确提取玉米不同层位的叶片反射光谱并计算TCARI, OSAVI, CARI, NDVI等多种光谱植被指数, 构建玉米叶绿素含量的光谱预测模型, 并对模型进行了验证。 结果表明, 基于光谱指数MCARI/OSAVI构建的玉米植株叶绿素含量预测模型精度较高, 验证样本预测的决定系数R2=0.887, 预测均方根误差RMSE为1.8。 研究表明, 成像光谱仪在微观尺度上的作物组分光谱信息探测方面具有较大的应用潜力。

采用具有高分辨、 高灵敏度的导数-恒能量同步荧光法分析测定了不同条件下, 纸杯中残留苯并(a)芘在水性模拟液和脂肪模拟液中的迁移量。 探讨了模拟物的种类、 浸泡时间和温度对纸杯中苯并(a)芘的相对迁移率的影响。 结果表明: 该分析方法的回收率为89.2%～104.3%; 纸杯中残留苯并(a)芘在脂肪模拟液中的相对迁移率明显高于水性模拟液的, 纸杯盛装冷水时无苯并(a)芘浸出, 而用于盛装热水可浸出苯并(a)芘; 温度越高, 浸泡时间越长, 纸杯中苯并(a)芘向食品模拟液的相对迁移率也越大。

植被指数是表征大尺度下陆地生态系统的最常用的, 也是最重要的参数, 所以得到准确的植被指数就显得至关重要。 苔藓结皮在干旱半干旱区、 极地和亚极地区分布广泛, 且干、 湿苔藓结皮光谱差异较大, 这种差异在干湿交替频繁的干旱与半干旱区是否对区域植被指数产生影响？ 能产生多大的影响？ 国内外未见研究报道。 该文以最常用的植被指数NDVI为例, 重点分析了苔藓结皮干、 湿变化能在多大程度上影响区域NDVI值。 研究得出, 100%盖度的湿苔藓结皮NDVI值(0.657)较干苔藓结皮NDVI值(0.320)提高0.337, 比干苔藓结皮高1倍多, 干、 湿苔藓结皮NDVI值达到0.000水平差异显著; 研究区苔藓结皮的平均盖度为12.25%, 线性混合光谱模型分析得出, 湿苔藓结皮较干苔藓结皮可以使研究区区域NDVI提高0.04(14.3%); 由于苔藓结皮的存在和干旱半干旱区降雨的不稳定性, 必然造成该区域短时间内NDVI变化的不稳定。

联合使用气质联用色谱(GC-MS)、 傅里叶变换红外分光光度计(FTIR)及三维荧光光谱(EEM)等三种分析检测仪器对ABS树脂生产废水中的溶解性有机污染物进行全面的定性分析。 检测结果表明气质联用色谱能够定性分析出该废水中苯乙酮、 苯乙烯、 二苯异丙醇、 2-氰基乙醚、 双(2-氰基乙基)胺、 3,3-硫代丙二腈、 3-(二甲氨基)-丙腈、 丙烯腈等21种溶解性有机物污染物, 而FTIR和EEM的检测结果进一步的验证了GC-MS检测结果的准确性和完整性。 本研究结果为后续废水处理工艺的开发提供了重要的指导作用。

利用扫描长程DOAS(差分吸收光谱技术)系统结合气象高塔于2009年7月28日至8月13日开展了测量大气污染物廓线的外场实验, 对北京市大气中的SO2, NO2, O3, HCHO, HONO五种痕量气体进行实时监测, 获得了HCHO等污染物的浓度时间序列及垂直梯度时间序列。 通过分析HCHO气体的垂直分布频率特征, 并结合其他气体及气象数据讨论了大气中HCHO主要来源问题, 监测站点附近大气HCHO的来源中交通排放的一次来源占了很大的比重, 而光化学反应产生的二次来源在每天的特定时段(中午左右的几个小时)对环境HCHO的浓度有较大的贡献。

以春玉米为研究对象, 利用透射电镜(TEM)对灌水、 有机培肥和氮肥施用作用下的穗位叶叶绿体超微结构进行了表征。 结果显示, 随着灌水量、 有机培肥量及施氮量增加, 叶绿体的超微结构逐渐完整, 被膜逐渐清晰, 基质片层增加且排列规则, 基粒垛叠变丰富, 且片层清晰, 淀粉粒数量增加, 嗜锇颗粒减少。 与其他处理相比, 灌水量每盆每天1 200 mL、 有机培肥量每亩4 000 kg和施氮量每亩23 kgN处理的叶绿体超微结构显示出较大的优势。 与一次追肥相比, 二次追肥和控释一次深施的施氮方法更能使叶绿体呈现一个完整的膜系统结构。 分析结果表明, 叶绿体超微结构的正常与否可以作为判断植株细胞活性的一个重要指标; 合理的农田管理措施能够使春玉米叶片叶绿体的超微结构更加稳定, 有利于春玉米的高效生产。

北方农牧交错带是农业种植区与家畜放牧区相互交错的生态过渡地带, 是多种生态系统的复合体。 由于自然因素和人为因素的影响, 农牧交错带土壤沙化问题日益严重, 土壤沙化面积逐年扩大, 关系到我国北部和中东部生态环境、 经济发展和农牧区人民的生活质量等问题, 亟需解决。 近几年农牧交错带已经成为恢复生态学和全球气候变化研究的热点区域。 针对土壤沙化的遥感监测是收集沙化土地现状及其动态变化的重要技术手段, 可以为我国北方地区沙化的防治提供重要的实际数据。 Landsat ETM+是研究区域尺度较为先进的多光谱遥感系统, 应用十分广泛。 主要阐述了Landsat ETM+系统特点以及在北方农牧交错带沙化监测中的应用, 并且展望了这一系统将来的发展前景。

可调谐半导体激光吸收光谱技术(TDLAS)具有高分辨率、 高灵敏度以及响应时间快等优点。 以室温下工作的近红外可调谐半导体激光器为光源, 通过波长调制方法对1 578 nm附近CO2气体吸收线的二次谐波信号测量, 结合双开放光路技术, 实现对不同高度层面700多米长光程范围内CO2气体浓度的快速在线检测。 结合大口径闪烁仪测量的莫宁-奥布霍夫长度和特征速度, 通过经验公式计算得到CO2气体的通量在－60～60 mg·m-2·s-1范围内波动。 实验数据与涡动相关比较表明, 两者数据整体变化趋势一致, 该方法可以获得较理想的结果。 突破了目前对近地面痕量气体通量的监测只能提供局地结果的现象, 使大面积范围内痕量气体通量的测量成为可能。

左炔诺孕酮(LNG)不溶于水和紫外光照易分解的特点, 限制了其在鼠类不育剂中的应用。 该研究采用溶液法, 制备出LNG的羟丙基-β-环糊精(HP-β-CD)包合物, 建立了准确简便的紫外光谱定量检测方法; 通过相溶解度法确定了HP-β-CD与LNG的包合摩尔比为1∶1, 25 ℃时LNG-HP-β-CD包合物的稳定常数为187.3 L·mol-1; 通过紫外光谱、 傅里叶变换红外光谱表征, 验证了包合物的形成; 对包合物的抗紫外光降解性能进行了测试, 表明在50 h内包合物的降解率小于5%, 远低于药物单体。 结果表明, HP-β-CD对LNG具有良好的包合作用, 可显著提高该药物的水溶性和紫外稳定性。

应用高效液相色谱-电感耦合等离子体质谱联机技术(HPLC-ICP-MS)建立了中药中AsⅢ, AsⅤ, MMA和DMA等四种砷形态的同时测定方法, 用该方法对黄芪、 大黄、 黄芩、 何首乌、 地黄等五种中药炮制前后砷形态的变化进行了比较研究, 并对一个总砷超标的冬虫夏草样品进行了砷形态的分析。 方法学验证表明: 四种砷形态的线性相关系数(r)都大于0.998 4, 定量限(LOQ)都在0.8～1.0 μg·L-1之间, 重复性和稳定性的相对标准偏差(RSD)都小于10%, 加标回收率都在82.40%～119.5%之间。 测定结果显示: 中药中的砷形态以无机砷(AsⅢ和AsⅤ)为主; 植物来源中药中都未检出MMA和DMA, 但冬虫夏草中检出了MMA; 炮制后, 五种中药无机砷的含量都出现了上升。

采用HNO3-H2O2 的消解体系, 应用电感耦合等离子体质谱法( ICP-MS)同时测定枳壳中Pb, Cd, As, Hg, Cu五种微量重金属元素含量, 方法对试样中各元素测定的相对标准偏差(RSD)为3.6%～5.4%, 加标回收率为85%～109%, 快速、 准确、 灵敏度高, 适用于枳壳中五种重金属元素含量的测定。 同时考察了微波提取、 超声波提取和传统煎煮法对枳壳中五种重金属元素溶出的情况。 结果表明: 微波提取液中As和Pb的含量比超声提取和煎煮提取的略低, 三种不同提取方法的枳壳提取液中五种微量重金属元素的含量均低于《药用植物及制剂进出口绿色行业标准》的限量标准, 而微波萃取法在有效成分的提取中具有快速, 高效等特点, 同时也是安全的。

将激光诱导击穿光谱(LIBS)技术直接应用于钢液成分的检测。 研究结果表明, 氩气作为保护气不仅可以避免钢液表面的氧化, 同时可以增强等离子体信号强度。 在氩气氛围下, 钢液表面被聚焦成高功率密度的脉冲激光击穿形成等离子体, 利用耦合CCD的多通道光纤光谱仪探测等离子体在冷却过程中发射的光谱信号, 得到钢液组分的相关信息。 根据分析谱线选取原则, 确定了主要合金元素Mn, Si和Cr的特征谱线, 并建立了相应元素的定标曲线, 曲线的线性拟合度均在0.925以上, 对应的质量浓度检测限分别为75.7, 23.8和724.5 μg·g-1。

采用湿法消解处理大蒜样品, 用原子吸收光谱法对新疆不同居群大蒜中Ca, Fe, Zn, Mg, Cu, Mn, Cr, Pb和Cd共九种微量元素的含量进行了测定, 并进行了加标回收率实验。 结果表明: 不同居群大蒜中上述微量元素标准曲线的相关系数在0.994 4～0.999 8之间, 呈现良好的线性关系; 样品测定结果的相对标准偏差(RSD)均不超过5.15%, 各元素的加标回收率在99.4%～101.7%之间, 测定结果准确可靠; 新疆地产大蒜中对人体有益的微量元素含量较为丰富, 不同样品中微量元素含量的差异一定程度上反映了南北疆之间地形地貌、 气候、 土壤、 水文等环境要素的差异。

氚是一种重要的聚变材料, 在**和民用方面都有广泛的用途, 氚在薄膜靶中的浓度和深度研究是一项重要的课题。 文章建立了氚β射线诱发X射线光谱的模拟方法, 分析了氚β射线诱发X射线光谱与氚的浓度和深度分布的关系, 研究表明氚在薄膜靶中浓度和深度分布与测定光谱存在对应关系, 这为利用X光谱反解氚含量和深度分布奠定了基础。

基于连续可调谐的钛宝石激光光源, 建立了光腔衰荡光谱(CRDS)装置, 实验表明, 其不但具有10-4cm-1的光谱分辨率, 测量灵敏度也好于10-10·cm-1。 通过对C2H2气体在12 696.4 cm-1附近的吸收光谱测量, 验证了该装置的定量测量能力, 并通过对混有痕量C2H2气体的氮气样品的光谱测量, 表明该装置对C2H2气体的检测限为0.2 ppmv。

直流辉光放电过程中需要控制的三个重要工作参数为放电电流、 放电电压和放电室内氩气气压。 该文介绍了一种应用于直流辉光放电等离子体激发光源的自动调节控制系统, 该控制系统在放电电流恒定的情况下调节放电室内氩气气压, 实现了对放电电压的信号采集和自动控制。 文章阐述了该控制系统的设计思路、 电路原理及控制方案。 该自动调节控制系统改善了以往用手动调节时精度低且操作复杂的情况, 提高了放电电压的控制精度, 缩短了放电电压的稳定时间。 文中给出了自动控制方式下激发源放电电压的稳定性测试结果, 控制精度由手动调节时的4% FS改善为小于1% FS, 放电电压稳定时间由手动时的大于90 s缩短到30 s以内。 采用该控制系统对中低合金钢和锡青铜标准样品进行了样品精密度实验。 元素含量分析精密度比手动调节方式显著提高, 各元素含量测试结果的相对标准偏差(RSD)均优于3.5%。 中低合金钢标准样品中Ti, Co, Mn元素含量测试结果的RSD范围由手动时的3.0%～4.3%减小到1.7%～2.4%, S和Mo元素RSD范围由5.2%～5.9%减小到3.3%～3.5%。 锡青铜标准样品中Sn, Zn, Al元素RSD范围由2.6%～4.4%减小到1.0%～2.4%, Si, Ni, Fe元素的RSD范围由6.6%～13.9%降低到2.6%～3.5%, 并给出了实测数据。

适配子是对靶分子有高特异性和亲合力的单链寡核苷酸。 由于其结构特性, 常用于生物检测。 目前的适配子光传感器多采用染料或量子点为标记物, 存在背景高, 不稳定等缺点。 新型的荧光材料上转换纳米晶(UCNPs)因其特殊的发光性质颇受关注。 与传统的下转换材料相比, 它是近红外光激发, 避免产生背景荧光和杂散光。 利用聚乙酰亚胺为表面配体, 水热法合成了NaYF4∶Yb3+, Er3+, 并设计了UCNPs标记的适配子“光开关”。 无目标蛋白时, 适配子和标记TAMRA序列形成双链结构, UCNPs和TAMRA距离靠近, 荧光共振能量传递发生。 有目标蛋白时, 适配子倾向于和蛋白结合, 能量传递被破坏。 UCNPs荧光增强而TAMRA荧光减弱。 这种目标分子的依赖性变化就像一个“光开关”, 可用于生物分子的识别。

研制了一种可用于大型爆炸现场的、 测量爆炸火焰真温的多目标多光谱温度计。 此温度计在爆炸的瞬间, 同时对棱镜分光后的多个光谱带下的爆炸火焰辐射能量进行采集, 利用二次测量法得出爆炸火焰的真温及发射率。 在光路中采用了光纤远传技术和光纤耦合技术, 极大程度上解决了仪器核心部分的防震、 防爆、 防电磁干扰的问题。 采用高速采集和多级放大解决了爆炸时间短、 温度变化剧烈、 信号难于采集的问题, 同时采用无线远传的结构保证了工作人员的安全。

提出了将光谱信息散度和光谱梯度角正切相结合的光谱区分方法(SID×tan(SGAπ/2)), 克服了现有光谱区分方法难以同时兼顾光谱整体形状和局部特征的不足。 利用仿真光谱作为输入源, 根据时空联合调制干涉成像光谱仪的干涉图获取原理和光谱复原算法, 模拟了其在不同最大掺杂比下对失真光谱的复原, 并采用不同区分方法分别比较了复原光谱与准确光谱的差异。 实验结果表明SID×tan(SGAπ/2)法可以在辨别光谱整体形状相似性的前提下, 增强对光谱局部特征差异性的分辨能力。 通过对多种区分方法结果的对比, 验证了SID×tan(SGAπ/2)法在光谱区分能力上的显著提高。

研究了小直径光纤光栅的研制以及传感中的温度应变交叉敏感问题。 首先根据耦合模理论, 分析了小直径光纤Bragg光栅光谱特性, 确定了包覆层为80 μm的单模光纤加工成中心波长为1 528 nm的Bragg光栅的栅长及周期, 并研究了小直径光纤光栅与解调设备之间的连接方式。 其次利用等强度梁的变形特点, 结合矩阵法, 提出基于等强度悬臂梁双Bragg光纤光栅矩阵算法, 对小直径光纤Bragg光栅的交叉敏感问题进行研究。 温度和应变的实验辨别误差分别为5%和6%。 实验结果表明, 该方法可以分离温度和应变对光纤Bragg光栅传感的影响。 采用该方法去除交叉影响, K矩阵始终存在逆矩阵, 因此对所采用的光栅无特殊要求, 从而扩大了光纤光栅选用范围, 并将温度和应变识别出来。