气体分子吸收谱线的光谱参数是影响吸收光谱测量精度的重要因素, 分子光谱数据库中收录的光谱参数大都具有较大的不确定度, 用以测量气体温度等参数时会产生较大的测量误差。 为了获得可用于燃烧场诊断的H2O谱线的光谱参数, 采用时分复用技术, 在温度、 压强和H2O组分浓度可控的环境中对1.4 μm附近的吸收光谱开展了研究。 对7 185.60和7 454.45 cm-1两条H2O谱线的线强度、 展宽系数及其温度指数等光谱参数进行测量, 实验结果表明, 两条谱线的线强度测量值与数据库中的值偏差分别小于2.61%和4.65%, 不确定度都小于4%。

近年来, 化工领域对二硫化碳需求日益增多, 而二硫化碳具有易燃易爆等特点。 在生产过程中易发生火灾事故, 危害性极大, 易造成经济损失和人员伤亡。 在火灾事故危害研究中, 火焰光谱研究极有必要。 因为火焰光谱中含有大量信息, 包括火焰温度、 燃烧组分、 各个波段的热辐射强度等信息。 以二硫化碳燃料为研究对象, 搭建了火焰光谱测试平台, 主要由VSR红外光谱仪、 伸缩装置、 燃烧器组成, 测试了5 cm燃烧尺度下二硫化碳、 苯乙烯、 乙腈、 乙酸乙酯燃料在1～14 μm红外波段上燃烧火焰光谱, 以及二硫化碳分别与苯乙烯、 乙腈、 乙酸乙酯三种不同燃料按照1∶1混合的火焰光谱, 获取了二硫化碳火焰光谱特征波段, 构建了二硫化碳火焰光谱特征库。 在燃料单独燃烧火焰光谱研究中, 二硫化碳燃料燃烧时火焰呈蓝色不发烟, 其火焰光谱辐射主要来自于高温下SO2, CO2和H2O三种分子辐射, 其中SO2特征峰为4.05, 7.4和8.51 μm, CO2特征峰为2.7和4.3 μm, H2O特征峰为2.5, 2.7和5.5～7 μm, 乙腈、 乙酸乙酯燃料燃烧火焰光谱特征基本一致, 火焰光谱辐射主要来自于高温下CO2, H2O分子辐射, 苯乙烯火焰光谱辐射除了高温气体辐射外还有较强的炭黑辐射, 炭黑辐射中心波长在7 μm, 温度大约在414 K。 除此之外, 苯乙烯燃料与其他三种化学品相比, 在3.6 μm波段处存在独有的C—H健伸缩振动峰。 二硫化碳火焰燃烧产物与苯乙烯、 乙腈、 乙酸乙酯三种燃料相比具有独有的SO2分子, 其在4.05, 7.4和8.51 μm处存在特有的特征峰, 这些特征峰可作为航天探测识别其火灾依据之一; 在燃料混合燃烧火焰光谱研究中, 二硫化碳与苯乙烯、 乙腈、 乙酸乙酯三种燃料混合燃烧时, 燃烧火焰光谱特征基本相似, 火焰光谱辐射主要来自高温下CO2, H2O和SO2分子辐射, 实验表明, 在混合燃烧时, 二硫化碳的火焰光谱特征峰未被其他燃料的组分干扰, 特征峰仍然明显。 这一研究结果可为后续利用航天遥感探测技术探测识别二硫化碳火灾研究奠定基础。

为了快速监测和识别化学品火灾，搭建了基于傅里叶红外(Fourier Transform Infrared, FTIR)光谱仪的火焰光谱测试平台。在室内封闭条件下对丙烯腈、乙腈两种含氮化学品和无水乙醇的火焰光谱进行了检测分析研究(光谱范围为600～8000 cm-1)。结果表明，在相同的燃烧条件下，分子辐射强度从大到小依次为丙烯腈、乙腈和无水乙醇。这是由于丙烯腈和乙腈燃烧比无水乙醇燃烧时产生的H2O分子更多，且丙烯腈燃烧会产生大量炭黑。这三种化学品的燃烧火焰光谱经去噪平滑处理后大体相似，但在1650 cm-1、1830 cm-1、2857 cm-1和3750 cm-1波数处存在高温含氮气体独有的差异。实验结论表明，通过用傅里叶红外光谱仪检测含氮化学品的火焰光谱辐射，可以增强我国化学品火灾的快速监测与识别能力。

随着太赫兹技术中关键科学与技术问题的解决和有关仪器发展, 其在各个领域的应用也备受人们的关注。 由于太赫兹光谱技术具有一些独特优势, 在快速无损检测技术的发展方面具有重要的应用前景, 该技术与其他方法互补, 可以解决许多原来难以解决的检测问题。 进一步开发太赫兹光谱技术实际检测方法的关键之一就是需要具有一套较为完整和可靠的太赫兹光谱数据库。 介绍了近期开发的一个基于浏览器/服务器(Browser/Server)的太赫兹光谱数据库系统。 根据实际需要设计了太赫兹光谱数据库的结构和主要功能。 该数据库目前包括240多条太赫兹光谱信息, 其数据来源包括三个部分: (1)收集了部分国外太赫兹光谱数据库的信息; (2)从文献中收集部分光谱数据; (3)国内部分实验室测量的太赫兹光谱数据。 着重介绍了建立BS结构的太赫兹数据库的基本结构和项目, 介绍了BS结构太赫兹光谱数据库的功能与检索方法。 该数据库具有计算样品的光学参数功能, 可以根据输入的太赫兹时域光谱数据计算出样品的吸收系数, 折射率等其他光学参数, 以便于样品特征研究和谱库检索。 检索系统能方便的提供注册用户收集、 查询、 显示谱图及其实验数据和分子结构图、 数据匹配等功能。 该数据库可以登录http://www.teralibrary.com进行查询和使用。 该数据库是根据目前的太赫兹光谱数据信息建立的, 以后会逐渐完善。 希望该太赫兹光谱数据库能够为用户提供强大、 方便和高效的服务功能, 进而推进太赫兹技术在更多领域的应用。

为了将太赫兹光谱分析技术应用于物质识别领域，需要建立太赫兹波段的光谱数据库，并研究合适的数据库使用方法，以鉴别未知物质。光谱获取采用自行搭建的太赫兹时域光谱测量系统，通过小波变换去除基线和噪声等干扰信息，建立起含有20种典型有机物的光谱数据库。使用该数据库识别未知物质时，分成两步：1) 用径向基函数神经网络算法判断未知物质是否在数据库中；2) 若在数据库中，采用基于纠错输出编码的支持向量机多类算法鉴别物质种类。测试结果表明，对库内物质识别率为96.7%，对库外物质也有较好的预测和推断能力，识别率为93.2%。提出的太赫兹光谱数据库建立和使用方法，对系统噪声等干扰因素有很好的抑制作用，可以应用到实际场合。