1 中国资源卫星应用中心，北京 100094
2 中国四维测绘技术有限公司，北京 100094
3 中国科学院空天信息创新研究院，北京 100094
以GF5B卫星发射前实验室定标为基础，采用星上0级黑体定标数据，建立了适用于GF5B热红外通道的星上绝对辐射定标模型。通过对2022年01月12日星上黑体定标数据进行处理，获得成像仪热红外通道的绝对辐射定标系数。对星上定标系统精度进行分析，并采用地面同步烟台浮标数据对定标结果进行精度验证，结果表明，在轨后星上定标系统的绝对定标精度为0.9 K；星地验证结果显示B11和B12通道亮温的偏差分别为0.33、0.77 K。说明基于星上黑体的定标方法具有较好的精度，定标结果可靠，可满足遥感数据定量化应用的需要，为实时准确获取热红外通道定标系数提供了方法借鉴。
GF5B 全谱段光谱成像仪 黑体 在轨辐射定标 验证 GF5B VIMI blackbody on-orbit radiometric calibration verification 红外与激光工程
2023, 52(4): 20220644
1 五邑大学应用物理与材料学院，江门 529020
2 广东省科学院中乌焊接研究所，广州 510651
采用射频磁控溅射技术在硅衬底上制备了锰钴镍氧(Mn-Co-Ni-O, MCNO)薄膜并进行了后退火处理。利用X射线衍射、扫描电子显微镜、光学测试仪器等测试手段对晶体结构、表面形貌及光学性能进行表征。分析了不同射频溅射功率(60~100 W)对MCNO薄膜表面微观形貌、晶体结构和光学性能的影响。结果表明，在60~90 W下获得的薄膜表面致密且均匀，但在100 W下获得的MCNO薄膜表面晶粒尺寸显著增大。物相分析表明，采用射频磁控溅射沉积的MCNO薄膜主要为尖晶石结构，溅射功率对薄膜结晶质量和择优取向具有显著影响，在80 W下获得的MCNO薄膜结晶质量最佳。同时，拉曼光谱测试也表明该MCNO薄膜表现出最强的Mn4+-O对称弯曲振动和最小的压应力。紫外-可见-近红外光谱分析表明，MCNO薄膜的吸光范围主要在可见光-近红外波段，在80~90 W溅射功率下获得的MCNO薄膜在近红外波段表现出更强的吸收峰。射频溅射功率的改变会影响薄膜的厚度和结晶质量，从而对薄膜的光学带隙起到调控作用。光致发光光谱测试不同溅射功率下薄膜的缺陷峰发光强度，且在功率为80 W时沉积的薄膜具有最强紫外发射峰，表明改变溅射功率能够有效改善薄膜缺陷及提高晶体质量。
锰钴镍氧薄膜 射频磁控溅射 后退火 溅射功率 结构性能 光学性能 manganese cobalt nickel oxide thin film radio frequency magnetron sputtering post-annealing sputtering power structural property optical propery
1 五邑大学 应用物理与材料学院，广东 江门 529020
2 广东省科学院 中乌焊接研究所，广东 广州 510651
采用高真空射频磁控溅射法在硅Si（111）衬底上沉积氧化镓（β?Ga2O3），开展了溅射温度对Ga2O3微观结构及光学性能影响的研究，利用 X 射线衍射、扫描电子显微镜、荧光光谱仪等测试手段对Ga2O3晶体结构、表面形貌及光学性能进行表征分析。实验结果表明，在高纯Ar气环境下，所沉积的Ga2O3形貌差异与不同溅射温度下Ga2O3生长机理有关，当溅射温度达到300 ℃时，Ga2O3发生热分解，形成金属Ga团簇；当溅射温度达到400 ℃时，金属Ga团簇作为催化剂触发Ga2O3纳米线的自催化生长。光致发光（PL）光谱中，Ga2O3样品在300~700 nm波长范围内显示出4个位于紫光、蓝光、绿光区域的发射峰，在溅射温度为400 ℃下形成的Ga2O3纳米线发射峰显著增强，并且发生轻微的蓝移，纳米结构中较大的比表面积以及量子尺寸效应对Ga2O3的荧光发射（PL）性能具有重要影响。拉曼光谱（Raman）显示，随着溅射温度升高，Ga2O3晶体质量有所提高；在溅射温度为400 ℃下形成的纳米线出现新的拉曼振动模式，并且发生18 cm-1的蓝移。
射频磁控溅射 Ga2O3 结构性能 光学性能 RF magnetron sputtering gallium oxide structural properties optical properties
兰州石化职业技术大学应用化学工程学院, 兰州 730060
沸石基缓释肥料不仅显著提高了化学肥料的利用率, 而且具有改良土壤、保持土壤水分、保护生态环境等诸多优点, 在农业可持续发展中具有广阔的应用前景。本文综述了近年来沸石基缓释肥料的缓释机理和应用研究现状。总结缓释机理发现, 沸石对阳离子(NH+4、K+)养分的缓释主要是利用沸石对阳离子良好的吸附和离子交换性能, 而沸石对阴离子(NO-3、PO3-4、SO2-4)养分的缓释则需要对沸石表面进行阳离子改性。此外, 沸石与磷矿在土壤中的结合可以促进有效磷的溶解, 进而促进植物生长。应用研究表明, 影响沸石基缓释肥料性能的因素主要包括: 沸石的类型和粒径、沸石的施用剂量和方法、土壤质地和结构以及肥料的类型和来源等。结合目前的研究现状, 对沸石基缓释肥料进行经济性评价, 加强工艺开发及应用示范是未来重点研究的方向。
沸石 缓释肥料 缓释机理 养分利用率 土壤改良 土壤保水 zeolite slow release fertilizer slow release mechanism nutrient use efficiency soil amendment soil moisture retention
郑州大学物理学院，河南省量子功能材料国际联合实验室，郑州 450001
本文在聚吡咯并吡咯二酮-联噻吩(PDPP-2T，P1)的基础上，分别选取了吡啶(Py)、噻唑(Tz)、呋喃(THF)三种基团构造D-π-A共聚物P2、P3、P4，并通过密度泛函(DFT)第一性原理计算了四种聚合物的光电性质。计算结果表明，引入π桥后，能带曲率变大，有利于提升共聚物导电性，但带隙均增大; 光吸收峰的短波吸收峰均发生红移，P2与P4的长波峰发生蓝移，而P3的长波峰变化不大，且长波吸收峰的强度均减弱。并用Bader电荷分析研究了三种π桥对D、A单元之间的电荷转移量的影响，发现引入π桥后，P2、P3电荷转移量减少，P4略微增加; 且π桥在共聚物中既可以是得电子单元，又可以是失电子单元，表明引入π桥对D/A共聚物的电荷传输有一定影响。总之，用引入π桥的方法来提升共聚物的光电性质是一个需综合考虑的问题。
第一性原理 D/A共聚物 π桥 电子结构 first-principle D/A copolymer π-bridge electronic structure
1 长江师范学院武陵山片区绿色发展协同创新中心, 重庆 408100
2 中南大学化学化工学院, 湖南 长沙 410083
3 重庆华峰化工有限公司, 重庆 421002
钌催化前驱体是影响负载型钌催化剂催化性能最重要因素。 前驱体中的部分杂质会对催化性能产生抑制作用, 尤其是S, P, Cl, As等杂质元素含量过高会降低催化剂的活性, 严重时会造成催化剂中毒; 因此, 必须严格控制催化前驱体中杂质元素的含量。 建立了快速准确测定催化前驱体亚硝酰硝酸钌(Ru(NO)(NO3)3)中杂质元素的分析方法。 Ru(NO)(NO3)3经稀硝酸溶解后采用电感耦合等离子体串联质谱(ICP-MS/MS)直接测定其中的8个杂质元素(P, S, Ti, V, Cr, Mn, Fe, As)。 为防止Ru(NO)(NO3)3溶液水解形成Ru(NO)(NO3)x(OH)3-x, 采用稀硝酸介质有效维持了样品溶液的稳定性。 在MS/MS模式下, 通过一级四极杆质量过滤器(Q1)控制进入碰撞/反应池(CRC)的离子, 仅允许与待测元素具有相同质荷比(m/z)的离子进入CRC, 从而将来自样品基质和等离子气Ar所形成的干扰离子阻止在CRC外, 消除了大量质谱干扰。 通过向CRC内通入O2为反应气, 目标离子P+, S+, Ti+, V+, As+与O2的反应为放热过程(31P++O2→31P16O++O, ΔHr=-3.17 eV; 32S++O2→32S16O++O, ΔHr=-0.34 eV; 48Ti++O2→48Ti16O++O, ΔHr=-1.63 eV; 51V++O2→51V16O++O, ΔHr=-0.85 eV; 75As++O2→75As16O++O, ΔHr=-0.63 eV), 能自发反应生成氧化物离子; 目标离子Cr+, Mn+与O2的反应为吸热过程(52Cr++ O2→52Cr16O++O, ΔHr=+1.38 eV; 55Mn++O2→55Mn16O++O, ΔHr=+2.15 eV)。 为促进Cr+, Mn+与O2发生反应, 通过调整CRC的工作参数, 设置八极杆偏置电压为较大的负电压, 使Cr+和Mn+在与O2反应前被加速, 提高Cr+和Mn+的动能, 促进了反应的发生, 通过吸热反应生成氧化物离子; 而P+, S+, Ti+, V+, Cr+, Mn+, As+干扰离子在CRC内不能与O2发生反应, 仍然保持原始的m/z。 通过二级四极杆质量过滤器(Q2)将这些干扰离子阻止在外, 仅允许所形成的氧化物离子进入检测器, 几乎完全消除了元素P, S, Ti, V, Cr, Mn, As的所有质谱干扰。 NH3因含一对孤对电子而具有高反应活性, 能与很多金属离子反应形成团簇离子。 通过向CRC内通入NH3/He为反应气, 目标离子Fe+与NH3发生质量转移反应, 在所形成多个团簇离子中, Fe(NH3)+2的丰度最高且无干扰, 通过NH3质量转移法消除干扰。 结果显示, 8个元素在0～500 μg·L-1范围内具有良好的线性关系, 线性相关系数≥0.999 8。 方法的检出限为0.29～485 ng·L-1, 按所建立的方法分析了实际样品中8个杂质元素的含量, 各元素的加标回收率为93.2%～107.5%, 相对标准偏差(RSD)≤3.9%。 方法具有样品处理简单、 分析速度快和精密度高的特点, 适合催化前驱体亚硝酰硝酸钌中多个杂质元素的准确测定, 为制备负载型钌催化剂提供了质量保障。
亚硝酰基硝酸钌 电感耦合等离子体串联质谱 杂质元素 质谱干扰 质量转移 Ruthenium nitrosyl nitrate Inductively coupled plasma tandem mass spectrometr Impurity elements Mass spectral interference Mass shift 光谱学与光谱分析
2018, 38(11): 3572
1 长江师范学院武陵山片区绿色发展协同创新中心， 重庆 408100
2 中南大学化学化工学院， 湖南 长沙 410083
建立高纯钼粉中超痕量杂质测定的分析方法。 采用电感耦合等离子体串联质谱（ICP-MS/MS）的MS/MS模式， 选择H2为反应气， 利用H2原位质量法测定Si和Ca； 选择O2为反应气， 利用O2原位质量法测定Cd， 利用O2质量转移法测定P， As， Se， Ta， Sn， Sb， Ba和W； 选择NH3/He作为反应气， 利用原位质量法测定Na， Mg， Al， K和V， 利用质量转移法测定Ti， Cr， Mn， Fe， Co， Ni， Cu， Zn； 采用单四极杆（SQ）无气模式测定Pb， Bi， Th和U。 与传统的带碰撞/反应池（CRC）电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）相比， 各元素的背景等效浓度（BEC）和检出限更低， 消除质谱干扰更加彻底。 在优化的工作条件下， 28种元素的线性相关系数（R2）≥0.999 7， 线性关系良好， 检出限为0.04～50.1 ng·L-1， 加标回收率为92.2%～107.4%， 相对标准偏差（RSD）≤4.3%， 表明所建立的分析方法具有极好的准确性和精密度。 实际样品的分析结果显示， 方法可用于纯度为5N（≥99.999%）高纯钼粉中28个杂质元素的测定。
电感耦合等离子体串联质谱 高纯钼粉 杂质元素 质量转移 原位质量 ICP-MS/MS High purity molybdenum powder Impurity elements Mass-shift On-mass 光谱学与光谱分析
2018, 38(8): 2588
1 南京财经大学管理科学与工程学院, 江苏 南京 210023
2 江苏省质量安全工程研究院, 江苏 南京 210023
3 浙江工商大学管理工程与电子商务学院, 浙江 杭州 310018
光谱在采集过程中, 时常伴随随机噪声, 为获得高质量的样品光谱信息, 必要的光谱降噪处理成为光谱预处理环节的重要组成部分, 目前, 针对高维激光拉曼光谱的构建与降噪研究相对较少。以羊奶粉为例, 提出了以激光强度为外扰的二维相关高维拉曼光谱的构建, 实现了样品的三维拉曼光谱分析, 展现了更为丰富的光谱信息; 其次, 提出了以相关系数为评价指标的高维拉曼光谱降噪策略评估方法, 研究了Savitzky-Golay滤波, Haar小波, Daubechies小波和Biorthogonal小波处理拉曼光谱数据的降噪效果。结果显示, 拉曼光谱数据蕴含丰富的样品化学特征信息, 通过光谱降噪处理可有效降低随机噪声的影响, 不同降噪函数的光谱处理效果存在差异, 以相关系数为评估指标可量化分析降噪函数的适用性, 针对实验体系, Savitzky-Golay滤波降噪处理效果较好。
激光拉曼光谱 降噪 高维数据 奶粉 二维相关 laser Raman spectroscopy noise reduction high-dimensional data milk powder two-dimensional correlation
1 南京财经大学管理科学与工程学院, 江苏 南京 210023
2 江苏省质量安全工程研究院, 江苏 南京 210023
3 西南交通大学数学学院, 四川 成都 611756
4 浙江工商大学管理工程与电子商务学院, 浙江 杭州 310018
为满足白酒品牌判别领域快速检测的迫切需求, 提出了一种以紫外光谱为输入, 移动窗口相关系数法为手段的白酒品牌快速判别新方法。 研究以海之蓝酒作为对象品牌, 实验结果显示各批次海之蓝酒在实验波长区间存在较高的吻合一致性, 基于紫外光谱原始谱图的相关系数值和基于移动窗口光谱计算所得的相关系数值均达到0.99以上。 由于其他洋河系列白酒与海之蓝酒均属于洋河酒厂生产, 原料来源、 生产制备工艺等存在较高的相似性, 此时若仅使用紫外光谱原始谱图数据结合相似度算法进行品牌判别, 则定量化的判别区分存在一定困难。 移动窗口法可有效提高谱图细节差异, 突出光谱在特征谱段的形状、 强度、 变化趋势差异, 提高实验谱图在细节结构差异辨认分析能力。 经过研究筛选, 发现以移动窗口相关系数结合紫外光谱特征谱段(270～295 nm)可提高洋河系列酒间的谱图差异, 实现这种有较高相似性白酒品牌的判别区分。 此外, 市售六种其他品牌白酒及乙醇作为对照组, 进一步论证了该方案的可行性。 该研究的创新之处在于提出了一种移动窗口相关系数光谱法进行白酒品牌快速判别分析的新思路, 该方法同时具备速度快, 操作简便等优点, 具有较高的实际应用潜在价值, 并可为其他食品的质量安全判别分析研究提供借鉴。
移动窗口 相似度 白酒 食品 快速判别 Moving window Similarity Chinese liquor Food Rapid discrimination 光谱学与光谱分析
2017, 37(10): 3122
1 华南师范大学生物光子学研究院 激光生命科学研究所教育部重点实验室, 广东 广州 510631
2 华南师范大学物理与电信工程学院, 广东 广州 510006
3 广东轻工职业技术学院信息技术学院, 广东 广州 510330
4 华南师范大学华南先进光电子研究院, 广东 广州 510006
对流体中的微纳米材料、细胞、生物分子等进行高精度、高灵活性、无损伤操控的技术在生物医学、生物化学、纳米科学等领域的发展中有着重要的作用。作为捕获和操控的核心技术, 光镊的发展和应用也越来越广泛。本文系统地描述了各类光镊的工作原理和独特功能, 阐述了不同光镊技术在生物学上的应用, 讨论了它们在生命科学的发展前景。
光镊 生物学 optical tweezers biology
