1 中国科学院上海技术物理研究所 空间主动光电技术重点实验室，上海 200083
2 中国科学院大学，北京 100049
光谱仪器获取目标光谱信息或光谱图像，具备物质成分无损识别和定量反演能力，已成为国内外月球和火星探测任务重点配置的科学载荷，为表面物质成分及矿产资源、形成与演化历史及资源利用等研究提供重要依据。本文简要介绍了近年来国内外月球及火星探测任务中光谱技术的研究进展与应用现状，概述了中国探月工程及天问一号探测任务中七台光谱仪器及其应用状况，进一步介绍了月球及火星光谱探测的典型应用成果。最后，对光谱技术在月球及深空探测领域的应用前景和发展趋势进行了展望和探讨。
光谱技术 月球探测 火星探测 深空探测 spectroscopic technology Lunar exploration Mars exploration deep space exploration
1 上海理工大学 光电信息与计算机工程学院 上海市现代光学系统重点实验室，上海200093
2 巴黎综合理工学院 应用光学实验室，法国 帕莱索9176
圆偏振飞秒激光泵浦氮气产生的无谐振腔激光效应在远程光学遥感方面具有非常重要的应用前景.然而，空气中氧气分子的存在显著地淬灭了该受激辐射效应.对比研究了氧气和氪、氩、氦这三种气体对于氮气分子前向和背向激射的影响，测量了纯氮气和空气中氮分子荧光的强度.结果表明，氧气和氪气这两种电离能非常接近的气体呈现出十分相似的淬灭作用；而氦气因为电离能极大，并不呈现出显著的淬灭作用.因此，可得氧气对于氮气分子激射淬灭作用的主要原因在于其引起的光丝内激光强度的下降，从而使得自由电子能量降低，导致碰撞激发效率下降.
Nonlinear optics Air lasing Ultrafast spectroscopic technology Quenching effect Femtosecond pulses 非线性光学 空气激光 超快光谱技术 淬灭效应 飞秒脉冲
1 绍兴文理学院 生命科学学院, 绍兴 312000
2 山西师范大学 生命科学学院, 临汾 041004
以农业残留物为原料制备的生物炭被广泛应用于去除重金属, 这对于环境保护具有双重意义。本研究以稻草为原料制备了生物炭, 通过系列静态实验和光谱技术研究其对重金属铕(Eu)的吸附行为及机理。研究发现溶液pH显著影响生物炭对Eu(III)的吸附量, 但不改变吸附反应时间; 腐殖酸/富里酸(HA/FA)在pH<7.0的溶液中能促进生物炭对Eu(III)的吸附, 而在pH>7.0的溶液中则抑制Eu(III)的吸附; 吸附过程主要涉及共沉淀或内表面络合机制; 该吸附属于化学吸附, 且吸附速率受内颗粒扩散过程的限制。此外, Freundlich模型对该吸附拟合最好, Langmuir模型显示稻草生物炭对Eu(III)的最大吸附量为40.717 mg/kg, 这可能与生物炭的层状结构和丰富的官能团有关; 热力学分析表明该吸附是自发的吸热过程。这些发现有利于评估稻草生物炭在去除水中重金属方面潜在的应用价值。
稻草生物炭 吸附行为 吸附机理 光谱技术 rice straw-derived biochar Eu(III) Eu(III) sorption behavior sorption mechanism spectroscopic technology
1 福建师范大学光电与信息工程学院,医学光电科学与技术教育部重点实验室,福建省光子技术重点实验室， 福建 福州 350007
2 福建省妇幼保健院， 福建 福州 350001
优生优育是我们重要的国策。自二胎政策颁布以来，高龄产妇数量呈现明显上升的趋势，先天性畸形儿的发生几率变大。传统的产前检测方法存在较高流产风险、灵敏度低、耗时等问题,探寻一种无损快捷、经济灵敏的产前检测方法至关重要。本文首先介绍了常见的胎儿出生缺陷及当前临床常见的产前检测方法的优缺点，重点综述了光谱技术的特点及其在产前检测中的应用。其中包括光谱核型、实时荧光定量PCR、SNP等位基因位点分析等利用荧光光谱分析方法和拉曼光谱在产前检测中的应用情况。特别阐述了表面增强拉曼光谱SERS在生物检测中的优势，最后总结并展望了SERS光谱在产前检测的应用。
光谱 产前检测 spectroscopic technology SERS SERS prenatal detectio
1 浙江工业大学信息工程学院，浙江 杭州 310032
2 浙江省生物炭工程技术研究中心， 浙江 杭州 310021
3 浙江省农业科学院环境资源与土壤肥料研究所，浙江 杭州 310021
快速鉴别生物炭源质对生物炭的合理开发与应用具有重要意义。本实验以14种生物炭为研究对象， 采用全校验主成分分析(PCA)方法对样本光谱进行数据压缩和主成分提取。由第一、第二主成分得分构成的二维分布图显示了不同源质生物质的样本分布特点。由前3个主成分构成的线性鉴别模型(PC-LDA)应用于验证集样本预测效果最佳，判错个数最少。实验结果表明，光谱技术结合主成分分析方法能够实现生物炭源质的快速鉴别与诊断。
生物炭 光谱技术 主成分分析 溯源 biochar spectroscopic technology principal component analysis traceability
浙江工业大学信息工程学院, 浙江 杭州 310032
快速检测活体水果内部品质对于确定水果最佳采摘时机和果园信息化管理具有重要意义。 以南方棚栽葡萄为研究对象，应用光谱技术对处于生长期的四个葡萄品种的可溶性固体含量(SSC)进行现场测试。 分别采用偏最小二乘法(PLS)回归、潜变量人工神经网络(LV-ANN)和潜变量支持向量机(LV-SVM) 三种方法为光谱建模集建立了SSC校正模型。用验证集对模型的预测性能进行了评价。与PLS和LV-ANN模型相比，LV-SVM模型的预测性能最佳。 实验结果表明，将光谱技术与LV-SVM建模法相结合适用于果园葡萄活体可溶性固体含量无损检测。
葡萄 可溶性固体含量 在线检测 光谱分析 grape soluble solid content (SSC) in-field determination spectroscopic technology
1 浙江大学生物系统工程与食品科学学院, 浙江 杭州310058
2 浙江工业大学信息工程学院, 浙江 杭州310032
快速检测生物质原料特性对生产高品质压缩成型燃料具有重要意义。 利用光谱技术建立松木、 杉木和棉杆三类农林生物质组分(水分、 灰分、 挥发分和固定碳)和热值预测模型。 相比原始光谱, 基于一阶导数光谱的偏最小二乘回归(PLS)模型预测精度较高。 灰分、 挥发分和水分PLS模型交叉校验决定系数(R2)分别为0.97, 0.94和0.90, 预测偏差比率(RPD)分别为6.57, 4.00和3.01。 固定碳和热值PLS模型精度一般, R2分别为0.85和0.87, RPD分别为2.55和2.73。 实验结果表明, 利用可见-近红外光谱技术完全可以替代传统工业分析方法, 从而实现农林生物质原料组分和热值的快速测定。
生物质燃料 工业分析 热值 光谱技术 偏最小二乘回归 Biomass fuel Proximate analysis Calorific value Spectroscopic technology Partial least squares (PLS) regression 光谱学与光谱分析
2012, 32(10): 2805
1 茂名学院物理系， 广东 茂名525000
2 中山大学光电材料与技术国家重点实验室， 广东 广州510275
3 湖南文理学院化学化工系， 湖南 常德415000
4 中山大学化学与化学工程学院生物无机与合成化学教育部重点实验室， 广东 广州510275
采用三能级模型， 对六种钌多吡啶配合物［Ru(L)2(R)］2+（L=bpy， phen， bpy=2,2’-联吡啶, phen=1,10-邻菲咯啉， R=7-CH3-dppz， 7-F-dppz， dpbpd(NH2)2）水溶液与小牛胸腺DNA相互作用的时间分辩发光光谱进行对比分析， 讨论了取代基对配合物与DNA作用时方式的影响。 结果表明： (1) 六种配合物与DNA作用存在侧面插入方式和垂直插入方式， 其中垂直插入方式的权重较大； (2) 取代基的性质对两种作用方式的权重有重要影响。 上述结论为进一步研究配合物分子与DNA的相互作用的机理提供了动力学依据。
超快激光与光电子学 瞬态发光 时间分辩光谱技术 钌配合物 Ultrafast laser and photoelectronics Transient luminescence Time-resolved spectroscopic technology Ru complex DNA DNA 光谱学与光谱分析
2009, 29(8): 2050
1 中山大学光电材料与技术国家重点实验室, 广州 510275
2 中山大学化学与化工学院, 广州 510275
3 茂名学院技术物理系, 茂名 525000
采用时间分辩激光光谱技术, 研究了一种钌配合物[Ru(dmb)2(mitatp)]2+发光增强的超快过程。采用比较方法测量了[Ru(dmb)2(mitatp)]2+和[Ru(dmb)2(mitatp)]2+/DNA复合物的瞬态发光弛豫过程。 [Ru(dmb)2(mitatp)]2+和[Ru(dmb)2(mitatp)]2+/DNA复合物的发光均来源于[Ru(dmb)2(mitatp)]2+中的电荷转移单态和三重态到基态的辐射跃迁。通过钌配合物与DNA的相互作用,[Ru(dmb)2(mitatp)]2+的荧光寿命由339 ns延长至589 ns; 磷光寿命由16 μs延长至21 μs,总的发光强度增强了约1个数量级。分析表明,[Ru(dmb)2(mitatp)]2+发光寿命和发光强度的增加可能来源于[Ru(dmb)2(mitatp)]2+与DNA之间的电荷转移态的形成,它导致[Ru(dmb)2(mitatp)]2+的最低激发单态和三重态到基态的无辐射概率的减小,增强了[Ru(dmb)2(mitatp)]2+发光效率。
激光与光电子学 瞬态发光动力学 超快激光光谱技术 钌配合物和DNA
