神舟3号飞船(SZ-3)搭载的中分辨率成像光谱仪(CMODIS)是我国下一代对地环境卫星遥感器的试验仪器, 能获取地气系统30个可见光-近红外通道观测数据, 这些高光谱数据应用, 特别是定量遥感产品反演受到辐射定标的严重制约。 文章在传统的在轨遥感器场地辐射校正基础上, 提出了星地准同步观测场地辐射校正新方法, 在缺少足够地面同步观测数据情况下, 实现了CMODIS场地辐射校正, 并达到了预期辐射校正精度要求。 同时基于敦煌场地反射率光谱光滑的特点, 利用EOS/MODIS大气订正后的通道反射比进行光谱内插, 开展一种新的交叉定标方法试验。 文章针对SZ-3/CMODIS数据, 用此两种方法独立进行场地替代定标, 试验结果能够相互验证, 表明这两种定标方法切实可行, 定标精度可靠, 为我国下一代环境气象卫星传感器在轨辐射定标提供了新的定标方法和技术。

室温下获得了均匀沉积法制备的纳米ZnO颗粒在低能量2.33 eV 光子(532 nm)的准连续皮秒脉冲激发下的频谱范围从550～1 000 nm的时间分辨光谱和时间积分光谱。 随着样品粒径的增加, 发光带谱带峰值出现规律性的红移。 通过高斯拟合对光谱结构解迭发现, 这种规律性的红移是由于低能端区域的高斯组分的相对比例增加所致。 时间分辨光谱中超快发射的荧光衰减寿命(皮秒量级)也出现随着样品粒径的增大而相应变长。 源于材料尺寸、 纳米颗粒大的比表面积所引起的表面能级可以较好的解释此范围的超快发射特性。

Rb光谱灯是Rb原子频标的重要部件。 Rb光谱灯发出的光含有两种成分, 一种是对原子跃迁信号有贡献的有效光成分, 一种是仅体现为光噪声的无效光成分。 尽可能地增强Rb光谱灯有效光成分并抑制无效光成分, 对于提高Rb原子频标锁频环路的信噪比从而改善Rb原子频标的频率稳定度具有重要意义。 利用单色仪获得了分别充有起辉气体Ar, Kr和Xe的三种常用Rb光谱灯的光谱, 分析了三种Rb光谱灯的光谱特性, 讨论了如何提高有效光强和抑制无效光强的问题。 实验和分析结果表明, Rb光谱灯有效光强与所用起辉气体的种类和灯泡的工作温度密切相关。 灯泡工作温度较低时, Xe灯有用光强最大, Kr灯次之, Ar灯最低; 当灯泡工作温度较高时, Xe灯有用光强仍最大, Ar灯次之, Kr灯最低。 分析还表明, 采用合适的光学滤光方法可以有效地滤除Rb光谱灯的无效光成分。

随着超快激光技术的发展及其人们对太赫兹(THz)电磁波波段与脉冲光源认识的进一步深入,太赫兹时域光谱(THz-TDS)技术作为一种新的、 快速发展的光谱分析方法在许多领域备受关注。 利用太赫兹时域光谱技术在空气环境下测量样品时, 样品的太赫兹光谱会因空气中水蒸气的影响而出现振荡现象。 文章利用太赫兹时域光谱分析技术分别在氮气和空气环境下测量了七种样品在0.2～1.9太赫兹波段的光谱, 并以氮气环境下的太赫兹光谱为参考, 利用小波变换对空气环境下测量的数据进行了处理, 消除了太赫兹光谱中水蒸气吸收造成的影响, 实验结果证明了该方法的可行性, 在此基础上, 还对其中四种样品做了成像和识别, 并得到了较好的结果。

利用激光泵浦-吸收技术, 研究了在样品池中(T=385 K, H2气压400 Pa)的Rb(5DJ)+H2→RbH［Ｘ １Σ＋(ｖ″＝0)］+H光化学反应过程。 双光子激发Rb-H2混合蒸气中Rb原子至52D态, 荧光中除有泵浦能级发生的直接荧光外, 还包含由精细结构碰撞转移产生的敏化荧光, RbH分子是由5D原子与H2间的三体碰撞反应产生的。 利用852 nm激光扫描RbH Ｘ １Σ＋(ｖ″＝０→ｖ′＝１７)吸收带, ΔＩ′和ΔＩ″分别表示泵浦5D3/2和5D5/2时的吸收光强。 泵浦室温下的纯Rb蒸气至5D3/2或5D5/2态, 由于在低密度下52D精细结构混合可略去, 故由5D3/2→5P1/2与5D5/2→5P3/2的荧光比得到泵浦率比。 解速率方程组, 得到5D3/2→5D5/2和5D→5D以外态的碰撞转移截面分别是9.8×10-16和2.0×10-16 cm2, Rb(5DJ)+H2→RbH+H的反应截面分别是5.4×10-17(J=3/2)和2.3×10-17 cm2(J=5/2), 5D3/2与H2的反应活动性大于5D5/2, 这与其他实验结果是一致的。

如何在给定照明条件和观测条件的情况下, 由彩色数字相机的响应值重建物体表面光谱反射率, 仍是颜色科学与工程领域一个尚待解决的重要课题。 文章使用奇异值分解的方法将光谱反射率近似为若干基向量的线性组合, 求得组合系数, 然后使用相机输出数据与组合系数训练人工神经网络, 使之能够准确的模拟相机输出与组合系数之间的非线性关系, 最后采用经训练的神经网络, 与基向量结合, 由相机输出准确的重建物体表面的光谱反射率。 实验结果显示, 与线性近似的方法相比, 使用该方法对标准Munsell色块进行反射率重建, 重建误差减小了约67%, 具有高精度、 易实现、 易操作的特点, 可用于对重建精度要求较高的诸多领域。

遥感影像的大气校正是定量遥感研究的前提。 文章对利用ENVI 软件的FLAASH(fast line-of-sight atmospheric analysis of spectral hypercubes)进行EO-1 Hyperion高光谱影像的大气校正能力进行了评价。 黑河流域甘肃张掖研究区的Hyperion高光谱影像的获取时间是2007年9月10日, 卫星过境前后准实时获取41个样区的野外实测数据, 包括冠层波谱和生化含量以及GPS定位数据。 首先利用Landsat-7 ETM+影像对Hyperion高光谱影像进行了几何校正, 然后将Hyperion的DN值转化为辐射亮度和表观反射率, 并利用FLAASH对Hyperion影像进行大气校正。 比较了研究区四种典型地物(玉米、 水体、 荒漠和建筑物)的辐射亮度、 表观反射率以及FLAASH大气校正后的反射率, 并与玉米ASD野外反射波谱利用高斯滤波函数重采样到Hyperion相应波段后进行了比较。 结果表明, FLAASH大气校正很有效, 两种方法获得的反射波谱相吻合, 相关系数达0.987。

采用反射光谱、 扫描电镜及理论模拟计算对大珠母贝珍珠层的结构色及微结构进行了系统的研究。 结果表明： (1)大珠母贝珍珠层文石板片厚度从生长端到壳中区显著减小, 从540减至340 nm, 导致同级别反射峰波长呈现明显的蓝移现象; (2)大珠母贝珍珠层的结构色是由文石板片和蛋白质层构成的多层薄膜结构和黄色素的共同作用决定的。

激光诱导击穿光谱(LIBS)已成功地运用于固体、 液体、 气体样品中微量元素的测量以及微生物、 细菌等的鉴别分析上, 而在植物样品上面的应用则是一个较新的课题。 该实验用纳秒Nd∶YAG激光器击穿真空冻干的土豆、 百合样品, 用光纤光谱仪测量了其LIBS光谱。 通过鉴别、 分析LIBS光谱, 得到了这两种样品中微量元素的成分。 并且对土豆干和百合干中Ca, Na, K, Fe, Al, Mg六种金属元素典型谱线的强度进行了统计分析, 并由此得到了样品中这六种微量元素含量的对比情况。 实验结果表明土豆干中的Ca和Na等含量都明显高于百合干, 而百合干中Mg的含量较高。 实验结果还表明用LIBS技术检测、 对比冻干植物样品中微量元素含量是一种快速、 有效的分析方法。

为了实现燃烧型抗红外发烟剂配方的快速筛选, 文章在基于最小自由能法的烟火药燃烧产物预测模型的基础上, 设计了燃烧产物推理机, 建立了燃烧型发烟剂光谱特性专家系统, 研究了利用专家系统进行发烟剂配方快速筛选的可行性。 在用户输入发烟剂配方后, 专家系统能够计算出发烟剂的燃烧产物及其含量, 然后利用红外加谱技术, 对各产物红外谱图进行加合, 模拟出烟幕的红外谱图, 进而利用面积积分法, 预测出烟幕在3～5 μm和8～14 μm的遮蔽指数。 文章使用FTIR光谱仪对一种HC型发烟剂进行了测试, 结果表明, 专家系统的计算产物与实际产物相吻合, 遮蔽指数预测值与发烟剂的实际测试表现一致, 为燃烧型发烟剂配方的快速筛选提供了一种新方法。

利用热蒸发技术在硅衬底上制备了层厚不同的SiO/SiO2超晶格样品。 对其光致发光谱进行研究发现, 随着SiO/SiO2超晶格中SiO层厚度的增加, 发光峰在400～600 nm之间移动。 研究表明, 样品的发光中心来自于SiO/SiO2界面处的缺陷发光(界面态发光)。 即在样品沉积的过程中, 在SiO/SiO2的界面处由于晶格的不连续性, 会形成大量的Si—O悬挂键, 这些悬挂键本身相互结合可以形成一定数量的缺陷, 同时由于O原子容易脱离Si原子的束缚而产生扩散, 因此, 这些悬挂键可以与扩散的O原子结合, 随着SiO层厚度的增加, 在SiO/SiO2的界面处先后出现WOB(O3≡Si—O—O·), NOV(O3≡Si—Si≡O3), E′中心(O≡Si·), NBOHC(O3≡Si—O·)等缺陷, 这些缺陷在SiO层厚度增大的过程中对发光先后起到主导作用, 从而使得发光峰产生红移。

8-羟基喹啉铝类有机金属配合物作为一类重要的发光材料广受关注。 文章合成并通过真空升华提纯得到了一种高纯度的8-羟基喹啉铝的衍生物-三(2-甲基-8-羟基喹啉)铝, 通过红外光谱、 核磁共振谱以及元素分析确定了三(2-甲基-8-羟基喹啉)铝的分子结构。 通过热重和差示扫描量热分析研究了三(2-甲基-8-羟基喹啉)铝的热稳定性, 试验结果表明： 此衍生物的结晶转变温度可达158 ℃, 分解温度为357 ℃; 并进一步通过紫外可见吸收光谱和荧光光谱表征了材料的带隙以及能带结构。 将吸收边的线性关系延伸到与能量轴相交所得禁带宽度2.85 eV, 三(2-甲基-8-羟基喹啉)铝在365 nm紫外光的激发下, 在乙醇溶液体系中的荧光发射峰在479 nm处, 为蓝色荧光, 荧光量子效率高, 是一种蓝光发射的优选材料。

农作物的生长和收成与光合作用有密切关系, 垂直照射的日光中绿光成分转化成对植物有强吸收的蓝光和红光并对其进行人工模拟光环境是十分有意义的。 稀土离子掺杂到玻璃材料中具有波长转换功能。 基于上述两点, 该文应用高温熔制方法制备了掺Eu3+镉铝硅酸盐玻璃, 测试了样品的吸收光谱、 激发光谱、 发射光谱, 均获得了红、 蓝光的强发射。 存在并给出对应强吸收峰的最佳掺杂浓度。 由于Cd2+的加入产生电荷迁移带红移到320 nm 左右。 可以看出选择不同的碱金属离子可以调节玻璃蓝色光的相对发射强度。 根据J-O理论, 计算其光学跃迁的强度参数Ω2和Ω4, 可以获得材料结构的有序和对称情况。

飞秒激光微加工薄膜对于MEMS设备的制造是一个急需的技术。 文章使用波长为775 nm的Ti: sapphire飞秒激光器(脉宽约为130 fs, 频率为1 000 Hz)研究厚度为4 μm的Au薄膜, 在不同加工参数下的结构特性, 发现单脉冲消融时消融直径随着脉冲能量的增大而增大。 当单脉冲能量一定时, 消融直径随着脉冲的个数变化不大。 计算得到Au膜的单脉冲消融阈值为Ｆｔｈ＝0.7 J·cm-2, 使用脉冲能量略大于阈值时, 在薄膜上所划出的线为凸起状; 当超过阈值时所得直线为凹起状。 同时发现在脉冲能量一定时所得线宽随着加工速度的增加而减小; 当加工速度一定时线宽随着能量的增加而增大。

中国遥感卫星辐射校正场陆表发射率光谱是利用陆表场地进行遥感器红外通道绝对辐射定标的关键因子之一。 基于光谱平滑的温度与发射率分离反演迭代算法, 利用高精度的BOMEM MR154傅里叶变换红外光谱仪和红外标准板, 对敦煌戈壁陆表发射率光谱进行测量。 获得了不同时间和地点测量的陆表发射率光谱数据, 并与利用CE312通道式红外辐射计在相同区域的测量结果进行比较分析。 结果表明各个通道发射率的差别均在0.012以内, 具有较好的一致性。 利用该发射率光谱测量结果, 可以在敦煌戈壁——中国遥感卫星辐射校正陆面场, 对目前国内外主流的遥感卫星热红外通道进行在轨场地绝对辐射定标。

研究了粘红酵母对水溶液中铀的吸附行为, 发现其吸附铀的最佳pH值为6～7, 最大吸附量为149.4 mgU·g-1, 其吸附等温线和Langmuir吸附等温方程符合较好, 相关系数R2达到0.99; 比较吸附铀前后粘红酵母的红外光谱图发现, 吸附过铀的菌体的红外光谱在904 cm-1处出现了一个新的峰, 此峰为UO2的伸缩振动峰, 说明粘红酵母确实对铀发生了吸附作用。 此外, 氨基或羟基的伸缩振动峰由3 309移至3 287 cm-1, 细胞壁中碳水化合物或醇中C—O键伸缩振动发生位移, 由1 068移至1 080cm-1, 说明这些基团可能参与了吸附过程; 蛋白质的特征吸收峰(1 653, 1 540, 1 237cm-1)在吸附前后基本无明显变化, 表明粘红酵母的主要成分及结构仍保持完整。 吸附后的菌体利用0.1 mol·L-1的NaHCO3处理后可解吸出其中96%的铀, 可见该菌在铀矿废水处理方面具有广阔的应用前景。

通过合成一系列不同粒径(16～160 nm)的金纳米粒子, 观察到120～135 nm的金纳米粒子在632.8 nm波长激发下具有最高的SERS活性, 这与前人报道的电磁场理论及实验的结果不同。 利用三维时域有限差分法对金纳米粒子的SERS活性与其尺寸以及入射光波长的关系进行模拟计算。 在 632.8 nm激发线下, 金纳米粒子二聚体体系在粒径为110 nm左右具有最佳增强效应, 其光电场耦合最强的热点处的增强因子高达109。 考虑到体系的平均SERS增强因子通常会比最大值低约2个数量级, 计算得到的107的增强因子与实验测量值相符。 同时对目前实验上尚难以合成的大尺寸的金纳米粒子进行模拟, 结果表明受多极矩和大尺寸效应的影响在粒径220 nm时又出现SERS增强另一峰值。 在 325 nm的紫外激发线下, 计算得到的增强因子仅为102。

以介孔分子筛MCM-41, MCM-48, SBA-15, SBA-16为载体, 硝酸镍为镍源, 磷酸氢二铵为磷源, 通过浸渍法制备了含有磷化镍前体的介孔分子筛样品, 然后在氢气气氛中进行程序升温还原, 得到了磷化镍/介孔分子筛催化剂。 采用原位漫反射红外光谱法, 用CO作为探针分子, 对样品的吸附特征进行了研究。 结果表明, 在介孔分子筛表面CO存在着较弱的物理吸附。 在Ni2P/MCM-41催化剂样品表面有四种CO的吸附态： (1)在2 055 cm-1处形成的Ni(CO)4物种的吸附, (2)在2 091 cm-1处的配位不饱和Niδ+(0<δ<1)物种上的吸附, (3)在2 127 cm-1处的Ni+物种上的吸附, (4)在2 198～2 202 cm-1范围内的P物种上的吸附。 在Ni2P/MCM-48, Ni2P/SBA-15, Ni2P/SBA-16催化剂样品表面有二种CO的吸附态： 在2 051～2 055 cm-1处的Ni(CO)4吸附和在2 093～2 096 cm-1处的配位不饱和Niδ+(0<δ<1)物种上的吸附。

为建立简单快速的地中海贫血(简称地贫)诊断方法, 探讨了傅里叶红外光谱结合水平衰减全反射(FTIR-HATR)技术用于β-地贫患者的检测及其分子机制。 检测了68份正常与37份β-重型地贫患者样品, 并在群体水平上分析了两者光谱差异变化规律。 结果显示: (1)由于血红蛋白量的减少, β-地贫组的光谱强度显著低于正常组; (2)在1 750～1 500 cm-1区间, 表征蛋白二级结构的1 652, 1 638和1 628 cm-1在β-地贫中有明显降低, 而在1 682 cm-1处略微增强; (3)在1 350～1 500 cm-1区间, 表征磷脂CH3/CH2的1 440, 1 453, 1 479 cm-1及CO—O—C的1 172和1 161 cm-1吸收峰在β-地贫中显著减少; 而在1 000～1 200 cm-1区间, 表征碳水化合物C—O的1 150 cm-1, 2,3-二磷酸甘油酸(DPG)或ATP中OPO的1 081和1 053 cm-1吸收峰显著升高。 统计表明DPG/脂类比在β-重型地贫组中显著高于正常组, 并可作为诊断指标, 将两者完全区分, 避免了复杂数据处理过程, 为地贫的光谱诊断提供了坚实的实验基础与理论依据。

采用傅里叶转换红外光谱技术(FTIR)研究了高压(HP)处理对冷冻干燥的大豆分离蛋白(SPI)构象的影响。 在SPI的去卷积FTIR光谱的酰胺Ⅰ′区域(1 600～1 700 cm-1), 观察到12个与蛋白构象相关的红外吸收峰, 分别对应于CO键伸缩振动与肽键的C—N伸缩振动。 通过对该区域的峰强度与波数分析显示, 压力为200～400 MPa的HP处理导致SPI在该区域的峰发生明显的“红移”(约2 cm-1), 强度也显著增加。 更高的HP处理进一步增强了SPI的酰胺Ⅰ′区域的峰强度。 对酰胺Ⅱ峰分析显示, HP处理导致酰胺Ⅱ峰(如1 560～1 500 cm-1)的强度、 面积逐渐增加(与压力呈正相关)。 以上分析显示, HP处理导致SPI的二级与三级结构逐渐打开, 然而变性蛋白的结构在高压释放后经历一个“重构过程”。

提出一种小波模极大值移位相关滤波算法, 用来对吸收光谱进行去噪处理。 首先, 依据小波变换模极大值理论, 识别吸收光谱的二进小波系数中的噪声成分和有用信号成分; 然后将其中相邻尺度的有用成分在波数轴上移位对齐, 修正模极大值在尺度间的“漂移”现象, 并对其中噪声成分进行平滑; 最后将预处理后的相邻尺度的小波子带相乘, 根据得到的小波系数尺度间的相关度, 进一步强化信号的重要特征, 同时衰减噪声。 相比SSNF及MPTH等去噪方法, 新的算法不需要估计噪声强度, 可避免引入误差和复杂计算; 也不需要进行迭代计算, 可消除算法收敛缓慢甚至不收敛的危险; 同时, 该算法修正了光谱谱峰在不同尺度的模极大值位置的“漂移”, 可弥补这一现象造成的谱信息的损失。 实验结果证明, 提出的滤波算法在保留SF6气体红外吸收光谱的有用成分的前提下, 有效的滤除了噪声。

遗传算法不受搜索空间限制性假设的约束, 利用简单的编码技术和繁殖机制来解决复杂近红外光谱数据的优化问题。 文章采用遗传算法的波段选择法(R-SGA)对砂梨近红外光谱进行了波段优化, 得到丰水、 圆黄、 黄金三种梨的R-SGA最佳因子数分别为10, 12和16, 并分别建立了单一品种GA-PLS模型； 丰水梨和黄金梨的GA-PLS模型精度高于全谱PLS模型, 其模型的RMSEP分别为0.608/0.632和0.524/0.540； 圆黄梨GA-PLS模型精度(RMSEP=0.610)与全谱PLS模型(RMSEP=0.595)相当。 经波段优化分析表明, 使用552个数据点建立多品种砂梨混合模型, 具有较高稳健性和预测性(RMSEC=0.627, RMSEP=0.641)。 结果表明： 基于遗传算法进行波段优化可以提高砂梨糖度模型精度, 提高建模效率, 同时说明建立多品种砂梨糖度通用模型是可行的。

对西湖龙井进行原产地精确鉴定是规范市场, 打击假冒伪劣的迫切需求。 文章利用近红外技术对西湖龙井的真伪鉴定进行了研究, 提出了一种模型以进行西湖龙井鉴别的新方法。 结果表明, 利用西湖龙井茶和其他地区以龙井加工工艺制成的扁形茶全区域的近红外原始光谱, 分别对其进行赋值, 采用PLS法建立了西湖龙井的预测模型(主成分数为15), 通过预测值和西湖龙井的临界值进行比对实现了对西湖龙井的真伪的准确鉴定。 对70份定标样品和24份外部验证未知样品鉴定结果的准确率都达到了100%, 证明利用定量分析的PLS法建立的模型能有效准确地进行西湖龙井的真伪鉴定。

采用水平衰减全反射傅里叶红外光谱法(HATR-FTIR)测定罂粟和虞美人的FTIR, 由于两者为同科同属中药材, 所含化学成分较为相近, 为了更好地突出罂粟和虞美人在FTIR上的差异, 并据此进行正确分类识别, 利用离散平稳小波变换(DSWT)分别对罂粟和虞美人的种皮和种仁的FTIR进行若干尺度的变换, 从中选择2个最具代表性的尺度作为特征提取的尺度空间。 根据罂粟和虞美人的FTIR分布情况, 确定将DSWT域内2个尺度的FTIR分别划分为2个特征区域并以每个区域内的光谱能量作为特征参数。 从而构造一个包含8个特征参数的特征向量, 将这个特征向量输入到径向基函数神经网络(RBFNN)进行训练, 从而达到正确识别罂粟和虞美人的目的。 实验中共取罂粟和虞美人的FTIR数据128对, 其中训练样本78对, 测试样本50对。 实验结果表明利用文章的方法对罂粟和虞美人的正确识别率分别为99.8%和99.9％, 从而验证了方法的有效性。

利用磁控溅射技术在单晶Si衬底上沉积了SiNx非晶薄膜。 样品的傅里叶变换红外吸收光谱(FTIR)显示, SiNx非晶薄膜在812～892 cm-1范围内存在一个较强的吸收谱带。 该吸收谱带对应于Si—N—Si键的伸缩振动吸收(Stretching vibration mode), 其吸收峰峰位随着溅射功率的增大明显红移； 但退火后, 该吸收峰又逐渐蓝移。 结合中心力模型和自由结合模型, 分析了磁控溅射过程中SiNx非晶薄膜的生长机制和内部结构。 研究认为, 随着溅射功率的提高, 薄膜中先后形成Si-N4四面体, Si—N—Si3, Si-N2-Si2及Si-N3-Si等结构, 这几种结构分别对应着Si—N—Si键的不同模式的振动吸收。 随着退火温度的升高, 分子热运动逐渐加剧, 非晶SiNx薄膜发生相分离, 生成Si3N4和Si纳米晶颗粒, 因此, Si—N—Si键的吸收峰逐渐向Si3N4的特征振动吸收峰位870 cm-1靠近。

从全国24个省(市)收集到222个秸秆样品, 包括172个稻秸样品和50个麦秸样品。 采用近红外光谱技术, 结合主成分回归、 偏最小二乘回归和改进的偏最小二乘回归建立了秸秆热值的定量分析校正模型。 近红外光谱模型的建立与优化过程中使用了不同的散射校正方法和光谱导数处理来帮助改善模型精度。 对得到的54个模型采用统计学的方法分析外部验证的结果, 通过比较外部验证的系统偏差(Bias)和Bias校正的预测标准差(SEP(C)), 考察了不同光谱预处理和回归方法对秸秆热值的近红外模型预测性能的影响。 结果表明： 近红外光谱技术能够快速、 准确地分析秸秆的热值, 模型的SEP(C)在134～178 J·g-1之间； 对外部验证结果的统计分析, 能够有效地选择较好的建模方法, 确定较优模型。

为了实现葡萄酒品种的快速无损鉴别, 选用五种干红葡萄酒, 进行可见和近红外光谱实验, 提出了一种用可见和近红外光谱技术快速鉴别葡萄酒品种的新方法。 采用独立主成分分析进行模式特征分析, 经过选用不同的独立主成分数进行建模和预测, 确定最佳独立主成分数为20。 将这20个主成分作为神经网络的输入变量, 建立三层BP神经网络, 实现类别预测的同时也完成了数学建模与优化分析工作。 5个品种的葡萄酒样本数均为35, 共计175个样本。 在神经网络学习中, 将其分成训练集样本150个和预测集样本25个。 对25个未知样本进行预测, 准确率为100％。 该研究在独立主成分分析的基础之上, 根据干红葡萄酒各独立主成分的混合矩阵向量载荷图, 选取了两个波段(400～430 nm与512～532 nm)作为葡萄酒的独立主成分分析的特征波段。 说明该文提出的基于光谱技术和模式识别的方法不仅对葡萄酒具有很好的分类和鉴别能力, 并且可以提取出葡萄酒的指纹特征, 可用于葡萄酒的检测与技术开发。

暴露于室外环境的木材或木制品, 由于受气候因子的作用其表面性状和品质发生劣化, 主要表现为木材变色, 大大降低其利用价值。 以人工林杉木为研究对象, 利用模拟太阳辐射的氙光衰减仪对木材表面进行光劣化处理, 采用傅里叶变换红外(FTIR)光谱技术分析了木材光变色过程中化学成分的变化, 建立了木材变色与化学成分变化之间的关系。 试验结果表明： 光照过程中, 1 512, 1 462, 1 269和1 227 cm-1处与木质素有关的吸收峰强度明显降低, 1 720～1 735 cm-1处非共轭羰基伸缩振动吸收明显增强, 木材表面发生光氧化反应, 木质素明显降解, 同时不断有新的羰基化合物生成； 光照80 h内, 木质素的降解以及羰基化合物的生成速度较快, 此后变化不显著； 木材表面部分多糖物质(纤维素和半纤维素)被氧化降解。 研究表明, 木材光照过程中的颜色变化(ΔE*)与木质素的降解以及羰基官能团的生成密切相关。

通过将粒子群优化技术及BP神经网络技术相结合, 建立了三种烃烷混合气体的红外光谱定量分析模型。 混合气体主要由甲烷、 乙烷、 丙烷三种组分气体组成, 三种组分气体浓度范围分别为0.01%～0.1%。 文章首先采用主成分分析技术从红外光谱1 866个数据中提取了5个特征变量作为神经网络的输入, 将气体浓度作为网络输出。 然后将粒子群优化算法与BP神经网络技术相结合, 对网络的隐含层节点数进行了优化选择。 再对结构优化后的网络进行训练, 建立气体分析模型。 分析模型的标准气体验证实验结果表明, 采用此方法建立混合气体红外光谱定量分析模型所用时间(大约4 600 s)比单纯采用BP神经网络进行遍历优化建模所用时间(大约24 500 s)降低5倍以上, 模型预测精度水平相当, 网络结构大致相同, 具有一定的实践意义和应用潜力。

牛奶及其制品作为一类营养全面的理想食品, 已成为人们日常生活中不可或缺的一部分。 但与此同时人们也越来越关注乳制品的质量和品质, 实时、 快速、 准确地检测牛奶及其制品成分和其他物质含量是提高乳制品质量, 进行牛奶及其制品质量控制的首要条件。 近红外光谱技术作为一种新型的分析检测技术, 由于其快速、 准确、 无损的特点在乳及其制品产品检测和生产监控中有着巨大的应用潜力和前景。 文章介绍了近红外光谱技术的原理、 优点以及在牛奶及其制品营养成分含量测定、 质量评定、 在线检测等方面的研究进展, 综合阐述了近红外光谱技术在牛奶及其制品品质检测中的应用现状, 并对其前景进行了展望。 证明近红外光谱技术可以有效地对乳及其制品的营养成分含量以及掺假物、 残留物和防腐剂等进行快速、 准确、 无损的测定, 从而实现对牛奶及其制品质量的检测和评定, 以及生产过程的有效控制。 随着近红外技术的不断发展, 近红外检测技术将更加广泛地应用于牛奶及其制品的品质检测。

首次从整体上测定并对比分析了我国独创的太空诱变育种黄芩和地面组黄芩, 以期为全面了解第4代太空诱变黄芩品质的变化和深入研究积累资料。 结果表明两组样品的FTIR光谱的主要吸收峰的峰位、 峰形大致相同, 但吸收峰的强度却有明显差异, 太空组黄芩中各主要吸收峰强度都比地面组明显增强, 尤其是黄芩的主要活性成分黄酮类化合物(黄芩甙、 黄芩素、 汉黄芩甙、 汉黄芩素及黄芩新素等)在3 391, 1 655, 1 069 cm-1等处吸收峰强度明显比地面组增强, 说明太空组黄芩中主要活性成分黄酮类化合物及其他成分含量比地面组明显提高。 这表明太空组黄芩的非晶态活性成分明显得到了优化。 太空诱变育种有利于选育出活性成分提高的黄芩新品种, 是中药材种质资源创新的快捷有效的途径之一。

采用交流电沉积技术在阳极氧化铝(AAO)模板中沉积不同的金属纳米线, 以对巯基苯(1,4-BDT)为耦联分子, 通过自组装在模板内组装金属纳米粒子, 由此构建金属纳米线-分子-金属纳米粒子的异质结。 以异质结内的分子为探针, 采用表面增强拉曼光谱(SERS)研究了异质结的增强行为, 通过探针分子的SERS信号表达异质结的组成, 并以异质结作为模型研究其SERS机理。 研究结果表明该方法可成功构建异质结, 同一取向的异质结的SERS信号较随机取向的SERS信号强。

利用碳化硅压腔在25 ℃和163.4～793.4 MPa条件下对正己醇进行了拉曼光谱研究。 发现在163.4～767.6 MPa压力下正己醇性质稳定, 没有相变发生。 在此压力条件下, CH对称伸缩振动和反对称伸缩振动的波峰都随着压力的增大而向高波数偏移, 拉曼位移与压力的关系分别为ν2 876=0.009 1P+2 875.1和ν2 931=0.005 7P+2 930.5。 到793.4 MPa压力条件下出现了结冰现象。 在前人资料的基础上, 对甲醇、 乙醇和正己醇等醇类的高压性质进行了对比, 发现CH对称伸缩振动的波峰偏移与压力的关系不受CC键的影响, 即与碳原子数无关。

测量了1,1,3,3-四甲基脲(TMU)在20种不同溶剂中的拉曼光谱, 研究了TMU与溶剂之间的相互作用。 将TMU羰基的拉曼频移分别与Kirkwood-Bauer-Magat(KBM)参数(ε－1)/(2ε+1)、 溶剂受体数(acceptor number, AN)和线性溶剂自由能关系(linear solvation energy relationships, LSER)进行相关分析。 结果表明, TMU的CO键振动频移与KBM参数没有很好的线性关系, 和受体数之间存在比较好的相关性, 与LSER参数的线性关系最好。 按受体数把溶剂分为质子性溶剂和非质子性溶剂, 分别和羰基频移有好的相关性。 通过对LSER参数的分析, 可以很好地解释溶质和溶剂间的相互作用。

与布里渊散射不同, 石英光纤中斯托克斯拉曼散射与光纤所受应力无关, 只是绝对温度的函数, 而且其拉曼频移为1.395×1013 Hz, 比布里渊散射易于提取, 作为分布式光纤温度传感器的传感信号有一定的优势, 但斯托克斯拉曼散射信号比布里渊弱, 其峰值功率在APD中产生的光电流在nA级, 低于APD的噪声电流, 经光电转换后信号的信噪比小于1, 傅里叶变换以及小波变换都无法有效地处理这类信号。 通过对斯托克斯拉曼散射信号进行特征分析后, 采用累加与小波降噪的综合方法提取该信号, 实现在APD噪声电流以下的超灵敏度探测, 达到每度0.104 nA的温度灵敏度,低于本系统所有APD噪声电流2.3 nA的1个数量级。

拉曼光谱分析技术在探测与组织病理学相关的分子变化方面具有特别的潜力和优势, 并且使无损、 实时、 快速的光学诊断成为可能。 采用785 nm半导体激光器, 透射式的全息光栅, 背向感光、 深度耗尽的CCD探测器及特殊设计的光纤拉曼探头构建了一台快速拉曼光谱测试装置。 所设计的光纤拉曼探头可在减少荧光信号和瑞利散射影响的同时, 最大限度地收集生物组织的拉曼信号, 同时解决了平面光栅衍射光束的谱线弯曲问题, 提高了仪器的信噪比, 使装置具有较高的灵敏度并可快速测量获得人体组织的近红外拉曼信号。 通过新鲜猪肉的脂肪和肌肉组织的拉曼光谱信号的检测, 验证了测试装置的良好性能； 在此基础上, 研究了鼻咽癌组织样品存放时间对拉曼光谱的影响, 并在1～5 s时间内快速测量获得了人离体鼻咽癌组织的近红外拉曼光谱。

研究了氧氟沙星(ofloxacin, 简称OFL)在不同浓度H2SO4溶液中的荧光光谱, 紫外光谱和质子化作用。 OFL分子上含3个N原子, 4个O原子和1个F原子, 当将其溶于适当的溶剂中时, OFL会随所处溶液的酸度不同获取或释放H离子, 从而改变其质子化状态。 质子化状态的不同会影响分子结构的共轭范围, 进而对其荧光光谱和紫外可见光谱行为产生深刻影响。 在高浓度H2SO4溶液中, OFL分子质子化程度较高, 最大荧光发射波长为400 nm。 在低浓度H2SO4溶液中, OFL分子质子化程度较低, 最大荧光发射波长为505 nm。 在中等浓度的H2SO4溶液中, OFL的荧光发射光谱则有400和500 nm两个发射峰, 且其强度随着H2SO4浓度的变化而变化, 这说明至少有两种质子化结构状态共存, 其浓度随着H2SO4浓度不同而彼消此长。 随着H2SO4浓度的降低, OFL的荧光激发光谱和紫外吸收光谱均发生了红移, 也表明H2SO4浓度直接影响OFL的质子化状态。 基于此, 有望开发出一种高酸度条件下的紫外和荧光探针。

运用三维荧光光谱技术对污泥LB-EPS和TB-EPS的荧光特性进行了研究。 实验结果表明, 在污泥LB-EPS和TB-EPS中都有三个明显的荧光峰, 分别为Peak B(λex/λem=270～280 nm/345～360 nm), Peak C(λex/λem=330～340 nm/410～430 nm)和Peak D(λex/λem=390 nm/450～470 nm)。 其中Peak B为类蛋白荧光(Protein-like)、 Peak C为可见区类富里酸荧光(Visible fulvic-like)、 Peak D为类腐殖酸荧光(Humic-like)。 从各荧光峰的荧光强度来分析, LB-EPS和TB-EPS中的主要成分都为类蛋白, 然后依次为富里酸和腐殖酸。 浓度和pH值对污泥LB-EPS和TB-EPS的三维荧光特性都有很大的影响, 但影响程度略有区别, 表明作为外层的胞外聚合物, LB-EPS表现出与TB-EPS不全相同的化学结构。

多环芳烃(简称PAHs)具有高荧光量子产率, 利用三维荧光光谱研究了PAHs中菲的荧光光谱特性。 菲具有两个荧光峰。 通过对菲的三维荧光光谱的分析, 选择在激发波长255 nm、 发射波长370 nm对菲进行定量分析。 菲溶液在5.0～250.0 ng·mL-1的范围内工作曲线呈线性关系, 检出限为3.88 ng·mL-1, 相对标准偏差为4.23%(n=5), 实验还尝试了对自来水样品的测定, 测试效果良好, 回收率为90.0%～105.4%。 该研究为快速检测水源水中痕量PAHs提供了方法基础。

掺钕钆镓石榴石(Nd3+∶Gd3Ga5O12, 简称Nd∶GGG)激光晶体是固体热容激光器的首选工作物质。 采用提拉法生长了Nd∶GGG晶体, 测试了晶体的吸收及荧光光谱, 并利用J-O理论计算了晶体的吸收及发射截面、 强度参数、 辐射跃迁概率、 荧光分支比、 荧光寿命等光谱参数。 吸收光谱测试及计算结果发现, Nd∶GGG晶体的最强吸收峰位于808 nm附近, 主峰808 nm的吸收截面积σabs=4.35×10-20 cm2, 吸收线宽FWHM为8 nm, 并且吸收峰强度随掺杂离子浓度的增加而增加。 荧光光谱测试及计算结果表明, 晶体的最强荧光发射峰位于1 062 nm附近, 是Nd3+的4F3/2-4I11/2能级跃迁产生的荧光发射。 主发射峰1 062 nm辐射跃迁概率AJJ′=1 832.01 s-1, 荧光分支比βJJ＝45.07％, 荧光寿命τ＝250 μs, 受激发射截面σ(λ)=21.58×10-20 cm2, 较大的荧光分支比和受激发射截面易实现4F3/2-4I11/2通道的激光运转。

在存在表面耗散层的纯Rb光学厚蒸气中, 利用小功率可调谐半导体激光器泵浦Rb(5P3/2)的超精细结构能级, 测量和分析了780 nm(5P3/2→5S1/2)和795 nm(5P1/2→5S1/2)后向荧光的强度和线形, 耗散层(近区)起光谱滤波器的作用。 有两种可能产生5P1/2态原子的机制, 第一种机制是Rb(5P3/2)+Rb(5S1/2)→Rb(5P1/2)+Rb(5S1/2)； 第二种机制是Rb(5D)+Rb(5S)→Rb(5P)+Rb(5P), 对于每一种机制, 给出了后向敏化荧光的理论公式。 研究后向荧光时, 必须要确定荧光强度与激光功率的关系和荧光线形。 激光频率扫描超精细结构共振线, 得到的敏化后向荧光795 nm线形与共振荧光780 nm线形相似, 其荧光强度与荧光功率有线性关系。 因此, 基本上可以用第一种机制解释5P1/2态布居机制。 理论证明了, 第二种机制产生的敏化后向荧光强度应与激光功率平方成比例, 这与实验结果是不同的, 第二种机制不能解释耗散层界面后向敏化荧光的产生。

首次通过激光诱导荧光光谱技术(LIF)研究运动训练大鼠心脏、 肾脏、 肝脏、 脂肪以及前腿肌和后腿的比目鱼肌和腓肠肌的自体荧光光谱特性。 测量所用的激发光波长为250～650 nm而发射波长为300～700 nm。 比较参照组和3组不同运动状态组的三维荧光光谱, 主要在腓肠肌的光谱中发现了和运动相关且位于激发波长（340±10）nm和发射波长（460±10）nm区域的特有荧光峰。 根据这一荧光峰可以判别其对应的荧光物质是NADH（还原态烟酰胺腺嘌呤二核苷酸）。 比较3组不同运动模式组的荧光光谱, 发现运动模式与其峰强具有明显的相关性。 研究结果表明, 运动大鼠腓肠肌的能量代谢强于前腿、 比目鱼肌及其他脏器, 且NADH自体荧光光谱特性是判断肌肉代谢程度的有效的指标之一。

光谱分析技术应用于血液的某些疾病诊断具有方便、 快速的特点。 文章采用日本岛津荧光光度计RF5301, 研究了血清荧光光谱随血清浓度变化的规律, 为通过血液分析进行疾病诊断提供了实验依据。 实验结果表明： 在不同波长的激发光激励下产生的荧光光谱不同, 当用220, 230, 310～420 nm波长的光激发时, 血清的荧光强度随着血清浓度的增加越来越大； 而采用240～300 nm波长的光激发时, 血清的荧光强度随着血清浓度的增加变得越来越小。 实验还发现： 当采用220, 230, 310～420 nm波长的光激发时, 血清的浓度猝灭和吸收作用不明显, 主要是激发出的荧光起作用； 采用240～300 nm波长的光激发时, 血清浓度猝灭和吸收作用明显, 导致荧光强度随着血清浓度的增加变得越来越弱。 这对研究血清荧光光谱时血清浓度的选择具有参考价值。

应用荧光共轭物质作为底物, 将96微孔板和荧光检测法结合进行稻-麦轮作系统CO2倍增条件(FACE)下土壤两种糖酶（木聚糖酶和纤维素酶）活性的测定, 探讨了微孔板结合荧光法测定糖酶活性的可行性。 结果表明, 此种方法可以灵敏的检测到土壤稀释液中的糖酶活性, 测定结果重现性较好(变异系数最大为4.879%)。 与传统的分光光度法相比, 是一种准确、 快速、 简便的土壤糖酶活性测定方法。 CO2倍增条件下土壤木聚糖酶活性高于自然条件, 且在小麦的拔节期, 抽穗期和成熟期及水稻的抽穗期和成熟期显著高于对照（P<0.05）, CO2浓度升高提高作物的生长代谢水平, 进而影响微生物活性造成土壤木聚糖酶活性提高。 纤维素酶活性在CO2倍增条件下未发生显著变化, 说明土壤纤维素酶在短时期内对CO2增加的响应不显著。

2005年3～4月在东海采集了海水样品, 利用三维荧光光谱（EEMs）技术测定了水体中溶解有机物质的荧光性质, 通过荧光光谱图中荧光峰的位置、 数量、 强度的变化及荧光峰之间的相关性, 初步判断了荧光物质的种类、 分布和来源。 东海水体中检测到七种荧光峰, 分别为高、 低激发波长类色氨酸和类酪氨酸荧光峰、 紫外腐殖质荧光峰、 可见腐殖质荧光峰和海洋腐殖质荧光峰, 其中荧光峰B, S和A出现在整个调查海区中； 荧光峰T和D出现在调查海域的北部； 类腐殖质荧光峰M和C只出现在部分站位的水样中。 荧光物质在研究海域表层的主要来源为长江输入, 在中层, 荧光物质是长江输入和浮游植物共同作用的结果。 不同荧光峰强度之间具有较好的正相关性, 表明调查海域水体中的类蛋白荧光物质和类腐殖质荧光物质有着相同的来源或在结构上具有某种联系。

利用激发-发射矩阵光谱法（EEMs）, 测定了2007年4月下旬东海硅藻赤潮消亡后海水溶解有机物的三维荧光, 并对荧光特征及其强度与盐度、 叶绿素a和碳水化合物的关系进行了分析和讨论。 结果显示东海硅藻赤潮后海水中有较强的类蛋白荧光, 主要荧光峰有Exmax/Emmax为270～280/290～315 nm（B峰）和220～230/290～305 nm（D峰）的类酪氨酸荧光峰, 230～240/335～350 nm（S峰）和280/320 nm（T峰）的类色氨酸荧光峰, 其中B峰强度最大, 个别站点荧光强度高达3 955。 赤潮消亡主要海区的FIB/FIS较大, 表明类蛋白溶解有机物主要是由赤潮藻破碎分解产生的类酪氨酸。 在255～270/435～480 nm（A峰）和330～350/420～480 nm（C峰）还观察到两种类腐殖质荧光峰, 它们的强度低于类蛋白荧光。 S峰、 A峰和C峰三者之间互相呈较好的正相关, 且三者荧光强度与盐度都有显著的线性负相关, 其分布均呈现出近岸高远岸低的特点, 表明江浙沿岸水的输入是其共同的重要来源。 各类荧光峰的强度与叶绿素a的相关性不显著, 现存的浮游植物不是赤潮消亡水体中荧光溶解有机物的主要直接来源。

报道了16种含哌嗪或含哌啶四取代酞菁金属配合物{R4PcM, R=2-［4-(2-磺基乙基)哌嗪-1-基］乙氧基(SPEO—)、 2-(哌啶-1-基)乙氧基(PEO—)； 取代位置分别在α位和β位； M=Zn(Ⅱ), Ni(Ⅱ), Co(Ⅱ), Cu(Ⅱ)}的UV-Vis吸收光谱和荧光发射光谱的测定, 探讨了中心金属离子、 取代基种类及其取代位置、 溶剂等因素对酞菁金属配合物UV-Vis吸收光谱和荧光发射光谱性质的影响。 结果表明： R4PcM的Q带λmax落在681～718 nm范围内, 与相同中心金属离子的无取代酞菁金属配合物(669～671 nm)比较都发生了不同程度的红移, 荧光发射光谱与UV-Vis吸收光谱呈镜像关系, 特别的是两种β位取代中心金属离子为Zn(Ⅱ)的酞菁金属配合物［β-(SPEO)4PcZn, β-(PEO)4PcZn］具有极高的摩尔消光系数、 较大的荧光量子产率和较长的荧光寿命, 有望开发成新型的光动力诊疗用光敏剂。

合成了高分子金属配合物聚8-羟基喹啉镓(Gaqq3)n。 利用红外吸收光谱、 X射线衍射谱（XRD）研究了配合物的分子结构、 物相结构； 利用热重（TG）分析研究了配合物的热稳定性； 利用紫外吸收光谱、 荧光激发和发射光谱研究了该配合物的光物理性能。 结果表明： (Gaqq3)n的热分解温度为443.6 ℃, 具有较高的热稳定性。 (Gaqq3)n的紫外吸收带位于250～500 nm, 存在较强的带尾吸收, 表明禁带中存在带隙缺陷态。 (Gaqq3)n的荧光激发带位于380～456 nm, 荧光发射峰位于568 nm, 为橙红光发射。 光学带隙2.49 eV。 与Gaq3相比, 荧光强度有所减弱, 这是由于次甲基相连的两个喹啉环的扭曲导致了(Gaqq3)n的刚性和共平面性不好； 由于分子共轭体系的增大, 使(Gaqq3)n分子的π电子更加离域化, 导致了荧光发射峰发生了红移。 (Gaqq3)n有望在有机电致发光器件和有机光伏器件中得到应用。

研究盐碱化土壤的光谱特性是利用遥感技术实现在区域尺度上进行土壤盐碱化监测和评价的工作基础。 为了实现对内蒙古河套灌区土壤盐分的定量反演, 于2007年7～8月间采集了河套灌区土壤样品, 进行土壤化学成分及其光谱反射特性的测量。 基于统计分析的方法, 建立了土壤盐分与高光谱数据的偏最小二乘回归（PLSR）模型, 对土壤中主要盐分参数进行了反演实验。 独立验证结果表明, 对全盐(S%)、 硫酸根离子（SO2-4）、 pH值以及钾、 钠总含量（Ka++Na+）有较好的反演精度, 验证数据的决定系数R2分别是0.728, 0.801, 0.715和0.734, 预测方差比（RDP）分别是1.79, 1.87, 1.64, 1.63。 将以上参数的PLSR模型回归系数聚合在TM的可见光（蓝色、 绿色、 红色）和近红外波段时, 回归系数在数值上均有显著反应。 研究结果为在航空航天遥感尺度上实现土壤盐分的定量反演提供了理论基础和实验依据。

利用紫外光谱法测量不同等级烤烟烟叶的光谱, 对样品在190～1 100 nm波长范围进行扫描, 比较其光谱之间的差异。 并利用多元分析中的逐步回归法、 主成分分析法和偏最小二乘法来建立烤烟烟叶全氮含量的光谱预测模型。 结果表明： （１）用多元分析中的逐步回归法、 主成分分析法适合建立全氮预测模型； （２）在230～290 nm波长范围内建立不同等级烤烟的全氮模型, 且模型效果较好； （３）主成分分析法预测烤烟烟叶全氮模型的准确性比逐步回归法预测烤烟烟叶全氮模型的准确性要好得多, 且用主成分分析法预测烤烟烟叶全氮模型的准确性为78%； （４）不同的数据处理方法, 得出的预测模型是不同的； （５）通过选择恰当的全氮特征谱线可以提高预测模型的准确性。 说明可以用紫外光谱来预测烤烟全氮的含量, 且该模型稳定性好, 可用来快速、 准确、 无污染地测量烟草中的全氮含量。

光谱响应度是探测器的重要技术参数之一, 随着紫外探测技术的发展, 精确测量紫外探测器的光谱响应度变得越来越重要。 文章分析了紫外ICCD(UV-ICCD)相对光谱响应度的测量原理, 采用了直接比较法测定待测探测器的相对光谱响应度, 并基于具有优异紫外响应能力的科研级光谱仪建立了UV-ICCD光谱响应的测量装置。 实验获取了UV-ICCD的相对光谱响应度曲线, 从曲线中可以看出, UV-ICCD光谱响应范围为220～300 nm, 峰值响应在270 nm附近,表明该器件具有日盲特性。 不确定度分析结果显示, UV-ICCD相对光谱响应度测量的最大不确定度约为7.79％, 满足测量要求。

利用星载光学仪器对极光在远紫外波段进行形态探测是研究沉降粒子能量等空间环境参数的重要手段, 而远紫外像增强器是进行空间极光远紫外形态探测仪器中所必不可少的光电成像器件, 其性能的优劣将直接影响整个仪器的工作情况, 其中光谱响应特性是像增强器的重要的特性之一。 采用同步辐射真空紫外波段光作为光源, 利用光电倍增管和硅光二极管分别测量同步辐射和像增强器光强, 我们对研制的远紫外像增强器在135～250 nm波段范围进行了光谱响应测试, 测试结果表明该器件在140～190 nm范围内有较好的响应, 响应峰值在160 nm左右, 符合远紫外极光成像探测的应用要求。

由于大气的污染造成大气层臭氧层变薄, 从而导致来自太阳紫外线-B辐射量增加, 青藏高原UV-B增加量为全球第二, 主要集中在6～9月份, 正是植物生长、 繁殖期, 因此对植物可能产生一些负面影响。 试验在大田条件下通过采用人工UV-B 灯管模拟来增加太阳光辐射量5%和10%, 进行对燕麦（Avena sativa）叶片衰老及灌浆期处理研究。 结果表明： UV-B强度增加对有效光合面积和叶绿素含量下降的速率并无显著的影响, 也未出现提前结束灌浆及早衰的趋势。 表明在大田群体条件下, UV-B增加并未显著加速灌浆期燕麦的衰老过程。 换言之, 在青藏高原上来自太阳紫外辐射量的增加不会造成对草地显著影响。

提出一种利用多光谱图像纹理特征进行茶叶分类的新方法。 图像由MS3100-3CCD光谱成像仪获得, 光谱成像仪提供近红外（NIR）、 红色（R）和绿色（G）的３个波段的图像。 首先对原图像的NIR波段图像提取均方值, 然后应用离散余弦变换算法, 构造出８个带通和高通滤波器对NIR通道的图像进行滤波并提取均方差值, 最后应用支持向量机技术, 分别对原图像的NIR提取的均方差值和用8个滤波器滤过的图像提取的均方差值进行建模。 茶叶样本总共为240个, 训练和预测各为120个, 每种训练样本和预测样本各为20个。 结果表明经过8个滤波器处理图像的识别率为100%, 而没有经过滤波处理的纹理图像识别率只有73.33%, 说明离散余弦变换算法设计的滤波器是一种非常有效的纹理识别技术, 此实验同时也为茶叶的分类提供一种快速和无损的新方法。

氧化低密度脂蛋白（oxidized low density lipoprotein, oxLDL）被认为是动脉硬化的关键致病因素。 文章综合运用紫外吸收光谱、 荧光光谱、 同步荧光光谱及圆二色（circular dichroism, CD）光谱研究了Cu2+诱导不同时间的LDL体外氧化过程。 随着氧化时间的增加, 生成的丙二醛（malonaldehyde, MDA）的量逐渐增加, 其相对应的430 nm处的荧光强度也随之加强, 氧化过程中生成了新的氧化产物。 氧化低密度脂蛋白紫外吸收增强； 表征氨基酸残基信息的特征荧光强度和同步荧光强度降低； 载脂蛋白B-100（apolipoprotein B-100, apoB-100）α-螺旋含量减少。 实验结果表明, LDL氧化过程中Cu2+不仅诱导了氧化产物的生成, 而且改变了apoB-100的构象进而导致了生色基团的微环境的变化。

基于差分光学吸收光谱（different optical absorption spectroscopy, DOAS）技术于2007年1月19日～2月8日期间对位于北京市北四环附近的北京大学校园进行了大气污染物SO2, NO2, HONO和HCHO的连续监测。 并对SO2典型日变化趋势、 主要污染源以及气象条件对污染物浓度分布的影响进行了分析。 结果表明, 在天气状况较为稳定的情况下, SO2具有“V”字型日变化特征, 即除下午浓度较低外, 其余时间浓度均较高。 研究发现北京冬季采暖期间燃煤对大气各污染物的浓度均具有显著贡献。 结合风速等气象要素对污染物扩散、 传输和清除进行的分析可知, 监测期间风速对污染物浓度分布起主导作用, 气压等其它气象状况对污染物浓度分布也有一定的影响。

用溶胶-凝胶法制备铁、 氮共掺杂纳米TiO2凝胶, 浸渍-提拉法将其镀膜于载玻片表面, 经干燥、 煅烧, 制得Fe-TiO2-xNx复合膜； 用XRD, SEM, XPS 及UV-Vis对镀膜样品进行了表征。 XRD分析表明, Fe-TiO2-xNx膜为锐钛矿结构, 少数氮原子替代了TiO2晶格中的氧； SEM照片说明, 构成膜的粒子分散均匀, 形貌一致, 粒径约19 nm； UV-Vis漫反射光谱显示, Fe3+掺杂可使复合膜对可见光的响应红移至740 nm处； XPS图谱证明, 铁、 氮的掺入降低了Ti（2p3/2）电子结合能, 从而拓宽了TiO2在可见光区的吸收范围。 以光催化降解苏丹红Ⅰ为模型反应, 比较了不同掺杂样品的光催化活性, 结果表明, 当掺杂的Fe3+相对于Ti4+的原子比达到0.4%时, 复合膜表现出最佳催化性能, 4 h后对苏丹红Ⅰ的降解率达到97%。 方法制备的氮和适量铁共掺杂Fe-TiO2-xNx复合膜能协同提高TiO2对可见光的响应能力及光催化活性, 在污水处理领域具有潜在的应用价值。

利用碳二亚胺（EDC）将抗-转铁蛋白化学偶联到已修饰了半胱胺的纳米金表面, 制备了抗-转铁蛋白-纳米金免疫探针, 应用共振瑞利散射光谱, 紫外-可见吸收光谱, 透射电镜和激光散射等方法对其进行了表征。 所制备的纳米探针具有良好的免疫活性。 由于抗-转铁蛋白对转铁蛋白抗原具有特异性识别能力, 借助免疫纳米探针在470 nm处共振瑞利散射信号的放大作用, 对转铁蛋白抗原进行特异性识别及免疫分析。 转铁蛋白浓度在0.85～33.9×10－10mol·L-1范围内, 470 nm处共振瑞利散射相对强度与转铁蛋白浓度呈良好的线性关系, 检测下限为8.5×10－11mol·L-1。

研究了悬浮液雾化进样感耦等离子体原子发射光谱基本参数-等离子体电子密度的测定。 实验使用Stark效应常用的谱线Hβ线来计算等离子体电子密度。 测定结果表明悬浮液雾化进样同水溶液雾化进样感耦等离子体原子发射光谱时等离子体电子密度没有发生显著的变化, 数值基本上为1015数量级。 固含量高达10％ TiO2悬浮液雾化进样等离子体原子发射光谱, 电子密度测定结果仅有微小的降低。 高固含量悬浮液雾化进样等离子体原子发射光谱没有显著地影响等离子体电子密度, 有助于使用高固含量悬浮液雾化进样等离子体原子发射光谱来进行痕量元素分析测定。

近年来兴起的电感耦合等离子体发射光谱法（ICP-AES）测定土壤的速效K和Na采用HCl-H2SO4浸取溶液, 而以往大量的土壤速效K和速效Na的数据是用火焰光度法（FAAS）测定的, 其溶液用NH4OAc浸取。 为了探索两种方法数据的可转换性, 使历史数据可用, 选择了四种土壤, 同时用FAAS法和ICP-AES法进行测定, 对数据进行比较。 结果表明, 两种方法测定的土壤速效K数据呈显著正相关（0.98, p<0.001）, 两种方法的数据间可以通过公式换算： y=1.14x+6.53(r2=0.91, n=24, p<0.001)。 两种方法测定Na的结果可比性比K差, 虽然两种方法的数据总体上呈显著正相关（0.51, p<0.05）, 但壤土和砂壤单独模型的斜率与总模型差距均较大, 因此针对不同类型的土壤应用不同的公式进行换算比较合适, 即壤土： y=1.23x+10.03； 砂壤： y=3.12x－ 23.03； 海砂和河沙归为一类, 公式： y= 0.60x。

采用湿法消解, ICP-AES法分析不同原料的两种灵芝子实体、 灵芝子实体根部、 灵芝混合物、 灵芝破壁与不破壁孢子粉中的20种微量元素Al, As, Ca, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, Ge, Hg, K, Mg, Mn, Na, Ni, P, Pb, S, Se, Zn的含量。 结果表明： 不同灵芝样品中的矿物元素含量很丰富, 其中元素K, Ca, Mg, Fe, Zn, P, S含量较高, 主要存在的微量元素有： Cu, Co, Cr, Ni； 具有潜在生理毒性的元素为Al, As, Hg, Pb, Cd, 抗癌功效元素Se和Ge在所有灵芝样品中并未测得。 孢子粉中重金属元素含量相对灵芝原料更低些, 灵芝混合物中有添加的功效元素Fe和Se, 灵芝根部切片样品中的Ca, Cu, Zn含量与其他样品都要高, 不同品种的灵芝原料中的微量元素含量存在一定的差异性。

用电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)对55个云南省水稻改良品种精米、 糙米及其相应的土壤18种矿质元素进行测定与分析, 加标回收率在93.1%～110.2%之间, RSD为0.8%～5.1%。 18种矿质元素(S, Mo, Ba, Ni, Fe, Cr, Na, Al, Cu, P, Sn, Zn, B, Mn, Mg, Ca, Sr和K)是功能稻米活性成分的重要部分, 精米的平均含量依次为P>K>S>Mg>Ca>Zn>Na>Al>Mn>Fe>Cu>B>Mo>Ni>Sn>Cr>Ba>Sr, 糙米P>K>Mg>S>Ca>Zn>Mn>Al>Na>Fe>Cu>B>Mo>Sn>Ni>Cr>Ba>Sr, 而土壤则为Fe>Al> Ca>K>Mg>P>S>Mn>B>Na>Ba>Zn>Cr>Cu>Ni>Sn>Mo>Sr； 精米和糙米除S和P外, 16种矿质元素含量均明显低于土壤； 精米和糙米间八种微量元素(Mo, Ni, Cr, Sr, Mn, Zn, Cu, Na)间相关性明显比六种宏量元素(P, K, Mg, Ca, S和Al)间关系密切。 云南土壤以富铁铝高钙为主而精米和糙米则以磷钾镁硫为主； 以精米为主食比糙米更易诱发慢性病。 文章结果可能为功能稻米遗传育种、 生产以及人类慢性病和矿质营养不良(Fe, Zn和Ca)问题研究的参考。

硫元素在富燃的乙炔/空气火焰可形成CS双原子分子, 在某些特定的波长下, 这些CS分子吸收谱线具有原子吸收的轮廓和一定的吸收强度。 文章主要研究利用高分辨连续光源原子吸收光谱法, 通过测定硫元素在富燃-乙炔/空气火焰条件下形成的CS双原子分子的吸光度值, 从而测定植物样品中的硫元素含量。 实验对乙炔-空气比例和燃烧器高度等仪器条件进行了优化； 实验研究了五种有机溶剂对CS分子吸收产生的影响情况、 其他共存元素的光谱干扰和化学干扰以及不同的消解酸种类对测定结果的影响。 在优化的条件下, 硫在CS 257.961 nm的检出限为14 mg·L-1。 通过对植物标准物质中硫含量的测定比对和精密度实验证明, 利用连续光源原子吸收光谱法, 在富燃-乙炔/空气焰条件下以CS分子测定植物样品中的硫元素是一种简单、 快速、 有效的方法。

建立了用交联羧甲基魔芋葡甘聚糖(CCMKGM)作为微柱预富集填料, 分离富集-GFAAS测定环境水样中痕量铅、 镉和铜的新方法。 研究了溶液酸度、 样品的流速和体积、 洗脱剂的浓度和体积、 共存离子等对CCMKGM微柱吸附重金属离子的影响。 结果表明： 在pH为5.0～7.0的条件下, 三种重金属离子可定量吸附在CCMKGM微柱上； 采用1.0 mL 0.5 mol·L-1的盐酸溶液可将吸附在CCMKGM微柱上的铅、 镉和铜定量洗脱。 Pb2+, Cd2+, Cu2+的检出限(3σ)分别为0.038, 0.000 5和0.014 μg·L-1, 相对标准偏差(RSD)分别为3.5％, 9.2％和4.7％(初始浓度cPb2+ =cCu2+=1.0 μg·L-1, cCd2+=0.1 μg·L-1, n= 11), 富集倍数50。 将该法用于环境标准样品的测定, 测得值与标准值相符。

研究用原子吸收光谱法（AAS）测定中药黄芩水煎液中Cu, Zn, Fe和Mn化学形态的分析方法。 水煎液经0.45 μm滤膜过滤后分为悬浮态和可溶态组分试样； 对于可溶态组分试样, 采用LSA-10大孔树脂将其分为有机态和无机态组分试样, 并采用正辛醇-水分配体系, 在模拟人体胃肠环境条件下, 将水可溶态中待测元素分离为醇溶态和水溶态, 然后用AAS测定上述各组分试样中待测元素的含量, 即可给出比现有的仅测量中药黄芩中上述各待测元素总量为多的信息。 该法待测元素Cu, Zn, Mn的检出限（3倍空白标准差）为0.01 μg·mL-1, Fe为0.02 μg·mL-1, 精密度（RSD, n＝11）为1.5％～3.6％, 对可溶态和无机态组分试样进行加标测定的回收率为96.7％～105.0％。 所得结果对黄芩的综合研究有重要的实际意义。

氢化物发生-原子荧光光谱法（HG-AFS）是测试环境样品汞（Hg）的高灵敏度方法, 但是为了适应污染物形态分析的需要, 其灵敏度需要作进一步的提升和改善。 通过提高光电倍增管负高压至280 V和空心阴极灯的灯电流至30 mA, 原子化器高度设为10 mm, 并降低KBH4溶液到0.5%（KOH 0.2%）等调整措施大大改善了仪器对Hg的灵敏度, 仪器检出限从原来的8 ng·L-1降至2 ng·L-1（n=6）。 在优化的条件下, 可以获得线性良好的0～10 ng·L-1浓度Hg标准曲线, 能够实现对Hg浓度约为4 ng·L-1的水溶液的准确测定, 其测试相对标准偏差<5%； 选用低吸附的聚四氟乙烯器皿和优级纯以上级别试剂可将仪器的检出限降低为1 ng·L-1（n=10）, 使Hg的灵敏度得到进一步提升。

在实验室条件下, 利用NITON XLt920型便携式X射线荧光光谱（field portable X-ray fluorescence, FPXRF）仪获取土壤样品的X射线荧光光谱数据, 并采用偏最小二乘法（PLS）建立土壤Pb含量的预测模型。 模型所用的光谱范围为与土壤中Pb元素密切相关的两个波段： 10.40～10.70 keV和12.41～12.80 keV； 最佳主成分数为6。 模型经交互验证, 其预测结果与实测值之间的相关系数为0.966 6, 预测均方根误差(RMSEP)为0.873 2。 另外为了与偏最小二乘法做比较, 还分别利用仪器直接获取的Pb含量读数以及X射线荧光光谱数据中Pb的Lα和Lβ线的强度与ICP测定值进行一元线性和多元线性回归, 相关系数分别为0.680 5和0.730 2, 均低于PLS模型的预测结果。 研究表明, 相比较传统的原子吸收等测试方法, 便携式XRF仪在保证一定测试精度基础上, 具有方便、 快速、 无损和耗费少等优势, 可作为进一步分析前有力的筛选手段。