1 江西农业大学工学院, 江西 南昌 330045
2 江西省现代农业装备重点实验室, 江西 南昌 330045
3 江西省果蔬采后处理关键技术与质量安全协同创新中心, 江西 南昌 330045
微波产生形式会影响激光诱导击穿光谱(LIBS)中等离子体光谱信号的强度和稳定性。实验选择重金属镉(Cd)质量分数为1.5×10-5的叶菜样品作为研究对象, 对比分析了双针、单针、环形、双环4种微波探针和前、中、后3个探针位置处传导微波对等离子体光谱信号强度和稳定性的影响, 以优化微波辅助LIBS(MA-LIBS)实验中的微波作用形式, 达到更好的辅助增强效果。分析MA-LIBS光谱图发现, Cd元素的等离子体光谱信号增强了2.58倍, Si、P元素的等离子体光谱信号强度分别增强了2.70倍和3.08倍, 有较好的增强效果。这表明：选择合适形状的微波探针和微波加载位置可以提高微波辅助增强效果, 增强LIBS技术在低浓度样品检测方面的应用性能。
光谱学 激光诱导击穿光谱 微波辅助增强 微波探针 等离子体 激光与光电子学进展
2018, 55(10): 103005
江西省果蔬采后处理关键技术及质量安全协同创新中心, 江西省高校生物光电及应用重点实验室, 江西 南昌 330045
为了快速识别茶叶品种,提出了激光诱导击穿光谱全光学诊断方法。采集7种茶叶样品在200~480 nm波长范围的激光诱导击穿光谱的全谱数据,分别运用九点平滑和九点平滑/一阶导数方法对光谱进行降噪、消除干扰预处理,再结合主成分分析对预处理后的光谱进行降维。选择判别分析(DA)、径向基函数网络(RBF)和B-P反向传播网络(又称MLP)三种模型对7种茶叶进行品种识别。结果显示:综合九点平滑和一阶导数预处理后,再结合主成分分析降维,可使三种模型对茶叶品种的识别准确率均有一定程度的提高,MLP的识别准确率高于DA和RBF,其训练集识别准确率为99.6%,测试集识别准确率为99.1%。选择合适的激光诱导击穿光谱预处理及模型构建方法,对快速准确识别茶叶品种具有可行性。
光谱学 茶叶品种 快速识别 激光诱导击穿光谱 主成分分析 识别模型 激光与光电子学进展
2018, 55(2): 023002
1 江西省果蔬采后处理关键技术及质量安全协同创新中心, 江西 南昌 330045
2 2江西省现代农业装备重点实验室, 江西 南昌 330045
为了对脐橙产地进行快速鉴别, 提出了激光诱导击穿光谱(LIBS)全光学诊断方法。选取江西赣州4区县及湖北、四川等6省市共10产地的纽荷尔脐橙, 清洗表皮后直接采集等离子体羽时间演变形貌图及LIBS光谱, 定性分析脐橙产地鉴别的可行性; 采用15点平滑结合多元散射处理(15SM+MSC)预处理脐橙的LIBS光谱, 分别运用主成分分析(PCA)、主成分分析结合多层感知器神经网络(PCA-MLP)鉴别脐橙产地。实验结果显示：采用一定的数据预处理方法结合PCA-MLP对全国7省市大地域范围脐橙产地鉴别的训练集总准确率为97.8%, 预测集总准确率为95.3%; 对赣州4区县小地域范围脐橙产地鉴别的训练集总准确率为100%, 预测集总准确率为96.2%。这说明, 采用合适的数据预处理及分类模型对脐橙产地进行快速鉴别具有一定的可行性。
光谱学 脐橙 产地鉴别 等离子体羽 激光与光电子学进展
2018, 55(9): 093003
江西农业大学工学院生物光电技术及应用重点实验室, 江西 南昌 330045
食品重金属污染日趋严重,常规的实验室化学分析方法难以满足现代农业发展的需求.激光诱导击穿光谱是一种新兴的快速无损检测新方法,但该技术存在检测稳定性、灵敏度和精确度不高的瓶颈问题.本工作以江西特色水果赣南脐橙中的Cu元素为研究对象,探讨采用LIBS技术检测的可行性问题.首先对脐橙样品进行实验室污染处理,再利用优化的试验参数(激光能量120 mJ、光谱采集延迟时间1.14 μs、采集积分时间2 ms)采集样品表皮的LIBS光谱信息,然后利用AAS对激光击打部位果皮进行Cu元素真实含量检测.提取Cu Ⅰ324.7 nm与Cu Ⅰ 327.4 nm作为Cu元素定量分析特征光谱,建立Cu元素真实浓度与Cu Ⅰ 324.7强度、Cu Ⅰ 327.4强度、Cu Ⅰ 324.7与Cu Ⅰ 327.4强度之和的关系模型,并对模型的灵敏度和预测准确度进行了分析.结果显示,三个关系模型的浓度预测相对误差均在7.01%以下,最小分别达到了0.02%,0.01%和0.02%,平均相对误差分别为2.33%,3.10%和2.63%.试验表明,寻找合适的特征变量能明显提高定量分析结果的精确度.此外,该研究有助于为重金属元素在果皮果肉中的传输规律提供理论依据。
激光诱导击穿光谱 脐橙皮 铜 特征变量提取方法 LIBS Navel orange peel Cu Extraction of characteristic variable 光谱学与光谱分析
2015, 35(7): 2021
江西农业大学生物光电技术及应用重点实验室, 江西 南昌330045
可溶性固形物(SSC)是脐橙重要内部品质之一。 采用QualitySpec型光谱仪在350～1000 nm波段范围采集脐橙的可见/近红外漫透射光谱, 采用CARS(competitive adaptive reweighted sampling)变量选择方法筛选出与脐橙SSC相关的重要变量, 并与无信息变量消除(UVE)及连续投影算法(SPA)比较。 最后, 对选择的38个重要波长变量应用偏最小二乘(PLS)回归建立脐橙SSC预测模型, 并对未参与建模的75个样品进行预测。 研究结果表明, CARS方法优于UVE及SPA变量选择方法, 能有效地筛选出重要波长变量。 CARS-PLS建立的SSC预测模型优于全光谱的PLS模型, 其校正集及预测集的相关系数分别为0.948和0.917, 均方根误差分别为0.347%和0.394%。 因此, 可见/近红外漫透射光谱结合CARS方法可以预测脐橙可溶性固形物, CARS变量选择方法能有效简化预测模型和提高模型的预测精度。
可见/近红外 漫透射 可溶性固形物 脐橙 Visible/near infrared Diffuse transmission CARS CARS Soluble solids content Navel oranges 光谱学与光谱分析
2012, 32(12): 3229
1 北京大学信息科学中心,北京,100871
2 北京大学物理系,北京,100871
报道了Na+2离子的三个低激发态1Σu、2Σg、2Σu在二个光脉冲作用下的解离动量谱,激光波长为680nm,各脉冲功率为1×1012W/cm2,脉宽50fs,从研究结果可见,其单光子、双光子、三光子激发的对应的解离峰及峰值随相对相位而变,并且这种影响随延时增大而减小.
二脉冲延时控制 相对相位 解离动量谱 解离率
