近红外光谱及成像检测凭借其高效、无损、非接触等优点近年来被广泛应用于农林产品、食品检测等方面。该技术可快速获取样品光谱和图像信息，进而结合化学计量学、机器学习建模等对样品进行品质安全、掺杂掺假、理化指标和产地溯源等方面检测，深受各行各业的认可。但光学仪器使用环境以及被测样品性质具有局限性，光学检测结果易受到各种因素干扰，从而影响检测精度，应当予以消除或削弱。简述了近红外光谱和高光谱成像的检测基本原理，并对国内外近红外光谱及成像技术在检测时受到的影响因素进行总结与归纳，结合国内外研究学者在相关方面的研究内容，重点在温度、光照、水分、曲率变化和湿度等5个方面及相关校正方法的应用进行阐述，对当前存在的部分问题提出总结与建议，以期为相关方向的研究人员提供参考及借鉴。

1000 kV电容式电压互感器(Capacitor Voltage Transformer, CVT)、1000 kV气体绝缘金属封闭开关设备 GIS(Gas Insulated Switchgear)出线套管、1000 kV避雷器是特高压变电站内主要的电压致热型设备, 其内部缺陷具有表面温差小、热点不明显的特点, 且易受环境因素影响, 通常需要在理想环境条件下开展红外精确测温进行缺陷诊断。然而若现场环境条件短时间内无法满足要求, 则可能导致缺陷的进一步发展, 因此有必要研究非理想环境条件下测温结果的修正方法。本文建立了 3类特高压电压致热型设备的温度场仿真计算模型, 结合传热学理论研究了光照强度、环境温度、风速大小等环境因素对特高压电压致热型设备表面温差的影响规律, 结果显示, 3种因素的增强均会导致表面温差不同程度地下降, 需将其修正至理想环境条件下的真实温差。最后利用数据拟合的方法, 获得各类环境因素影响下实测温差与真实温差的曲线表达式, 进一步总结出非理想环境条件下特高压电压致热型设备表面温差的修正方法, 并通过变电站现场应用验证了修正结果的准确性。

采用一种仿真优化驻留时间分布和修形工艺的方法。通过在离子源出光口处添加光阑来改变离子束的束形,在MATLAB软件上模拟不同光阑尺寸的离子束并按照不同的叠加间距对其进行修形仿真。仿真过程中,引入修正法来获得驻留时间分布和去除面形残差分布并分析其去除规律,从而确定最佳的光阑尺寸、叠加间距和驻留时间分布。融石英平面的初始面形峰谷值为1079.59 nm,方均根值为304.95 nm,直径为120 mm,在模拟仿真的基础上对其进行修形。经13 h修形后,面形的精度峰谷值提高到95.62 nm,方均根值提高到8.99 nm,面形的方均根值收敛比达到33.92。

近红外人体血糖浓度无创检测所面临的主要问题之一是人体温度变化干扰测量光谱。 为此, 提出使用基于外部参数正交化(EPO)的光谱预处理方法, 对测量部位体温改变时的光谱进行温度校正。 该方法仅需预先采集人体体温变化时的漫射光谱, 即可获得消除温度干扰的滤波矩阵, 利用该矩阵可以将不同体温下的光谱校正至基准温度水平。 预先对外部干扰变量单独建立模型, 与血糖浓度预测模型的建立分离。 EPO原理提出组成光谱空间的干扰信号空间与有用信号空间正交, 即温度光谱响应与葡萄糖浓度光谱响应之间彼此正交, 而在实际测量中, 仪器系统漂移, 人体出汗等共模干扰常导致有用信号和干扰信号存在偶然相关, 影响了消除温度干扰的效果。 因此在进行温度校正之前, 首先对原始光谱进行位置差分处理, 经验证位置差分方法能够消除仪器系统漂移带来的共模干扰, 获得的吸光度光谱中温度响应部分和浓度响应部分彼此正交。 使用蒙特卡洛模拟人体三层皮肤模型获得血糖光谱数据, 模拟样品参数均根据实际人体实验中的参数水平设置。 对受温度干扰的光谱进行位置差分处理后使用EPO进行温度校正, 然后利用校正后的光谱数据建立偏最小二乘回归(PLSR)模型。 与校正前光谱建模结果比较, 校正后的模型均方根误差(RMSEC和RMSECV)明显降低, 相关系数得到一定的提高, 同时主成分数减少, 验证了该温度校正方法的有效性。

光谱辐射定标是光学遥感仪器研制中的关键环节。 深入分析实验室定标的光谱辐射测量仪器至户外应用的不确定度来源, 环境温度是限制仪器户外高精度测量的最主要因素之一。 传统的光谱辐射度实验室定标通常在室温（~25 ℃）下进行, 而户外光谱辐射测量处于不同温度环境, 严重影响仪器测量的准确度。 设计搭建实验测量系统, 采用遥感辐射领域常用的光谱辐射测量仪器, 研究环境温度对光谱辐射测量的影响。 实验结果显示: 常用光谱辐射计（CR-280）的测量结果受温度影响明显, 在10～40 ℃之间变化时, 仪器光谱辐射亮度测量值在400～700nm波段内的偏差为±5%左右, 而700～1 050 nm内的偏差高达±15%左右。 这主要由于仪器采用硅探测器, 红外波段恰好与硅的带边接近, 硅探测器易受温度影响, 温度增加硅的带边会向长波方向移动, 光谱辐射计的响应度也随之增加。 基于实验数据统计分析, 提出一种适用于不同类型光谱辐射计的温度修正方法, 相对于传统的斜率/截距（S/B）算法适用性更广, 还可由公式计算出任意温度下的修正结果。 修正后CR-280红外波段的偏差（950 nm左右）由±10%降低为±1%, 明显减小了因户外使用与实验室定标温度不同造成的测量结果偏差。 此外, 利用不同类型光谱辐射测量仪器（Avantes及SVC HR-1024）对温度修正方法进行验证。 环境温度变化时光谱仪Avantes（VIS/NIR）的测量结果存在较大偏差（1 060 nm高达±17%）。 通过温度修正方法运算, 仪器修正值与定标值的偏差在±1%以内。 光谱辐射计（SVC HR-1024）不同波段的测量值, 与定标值的偏差受温度影响不同。 这主要由于: 仪器由Si、 制冷型InGaAs及扩展InGaAs探测器组成, Si探测器受温度影响大, 950～1 000 nm波段测量值与定标值的偏差高达±10%。 而制冷型InGaAs可有效控制探测器温度, 受温度的直接影响相对小。 但随温度增加, InGaAs探测器制冷效果受限（制冷最佳工作温度为20 ℃）, 测量结果产生偏差（1%~3%）。 同样, 利用温度修正公式对不同温度下SVC HR-1024的测量结果进行修正运算, 仪器因温度变化引起的偏差可降低至±1%以内。

以往对于超短脉冲与二能级原子系统的研究大多基于一些近似方法(慢变包络近似和旋转波近似等), 从而求得解析的近似解。但是, 由于忽略掉一些有用的光场中的信息, 就会造成光场导数项所产生的非线性性质的缺失。本文基于FDTD算法和预测-校正法相结合, 建立了预测-校正FDTD算法, 用于研究超短脉冲与二能级原子系统的相互作用, 以准确地描述光场与原子系统相互作用的特征, 验证了面积定理的部分规律；进一步构建了能够实现完全反转原子系统上下能级粒子的短脉冲。相关研究可为目标的特征分析提供参考。