磁性及其核壳复合纳米粒子由于在不同领域中具有广泛应用而受到研究者的极大关注， 总结了磁性及磁性核壳纳米粒子常见的制备方法及各自的特点， 并重点讨论了其在磁分离及光谱检测方面的应用， 也介绍了本课题组在纳米粒子合成及应用方面所做的一部分工作。 最后对磁性纳米粒子中存在的问题进行了探讨， 并对其应用前景进行了展望。

在CH4吸收光谱测量中， 特别是低温吸收光谱测量中， 分子吸收谱线的准确性测量十分重要， 尤其是将所得的测量参数运用到地球大气以及外星球的遥感探测和模拟。 HITRAN数据库中CH4给出的参数并不完整， 同时还很不准确。 为了对6 038～6 052 cm-1波段的CH4低温吸收光谱进行测量, 该文采用窄线宽的二极管激光器作为光源， 结合自主设计的低温装置， 测量了CH4的低能级能量和转动量子数， 并与HITRAN 2008进行了对比， 同时模拟了线强随温度的变化。

用Sol-Gel法合成了SiO2包覆SiO2∶Tb3+的纳米核壳颗粒(用SiO2∶Tb3+@SiO2表示)， 并研究了核壳配比和制备工艺对其发光性能的影响。 TEM和EDS表明SiO2溶液成功包覆于SiO2∶Tb3+表面; 通过测试荧光性能,发现制备工艺为壳层先陈化再放入核、 核壳配比为1.2 g∶25 mL时， SiO2∶Tb3+@SiO2较未包覆SiO2∶Tb3+样品PL光谱强度增强， 通过测试核壳结构材料的时间分辨光谱得到SiO2∶Tb3+纳米颗粒经SiO2包覆后的荧光寿命延长。

红外光谱技术由于其灵敏度高和对样品的非破坏性等优点已成为研究生物大分子损伤的重要工具。 蛋白质、 脂质和核酸等受到损伤时， 其红外光谱特征吸收峰的峰位、 峰型和峰强会发生变化， 这为检测生物大分子损伤并进一步揭示相关疾病的发生、 发展及早期预防提供了依据。 还综述了近年来使用红外光谱法检测生物大分子损伤的研究进展， 介绍了利用傅里叶变换红外光谱、 衰减全反射傅里叶变换红外光谱和傅里叶红外显微等技术在蛋白质二级结构、 膜脂流动性和离子通透性以及药物对DNA的作用机制等领域的应用， 以及相关的定性和定量分析方法进行了评述， 提出了目前红外光谱分析技术中存在的问题， 并对今后红外光谱在生物医学领域中的应用前景作了展望， 指出疾病早期诊断、 红外光谱联用以及定量分析技术等将成为红外光谱领域未来的研究热点。

作物残茬作为农田生态系统的重要组成部分， 影响着农田生态系统中的营养物质、 碳、 水和能量的流动与循环。 作物残茬覆盖度作为描述作物残茬数量和分布的重要指标， 对于农田生态系统C循环和全球气候变化均有实际意义， 具备重要的定量监测价值。 遥感技术具有准确、 经济、 快速大面积监测的能力， 因此利用遥感监测区域尺度的作物残茬覆盖度， 受到国内外学者的关注。 工作回顾总结了目前利用遥感监测作物残茬覆盖度的主要方法和最新研究进展， 并根据基本方法的差异以及数据源的不同， 从五个类别分别介绍了遥感监测原理与技术革新， 对每一类方法的优点和缺陷进行分析， 并提出了相应的改进措施。 最后对作物残茬覆盖度遥感监测方法的发展趋势进行了展望。

应用太赫兹时域光谱技术获取了盐酸克伦特罗在0.2～2.6 THz波段的光谱特征， 并计算获得了盐酸克伦特罗在室温下的折射率谱和吸收谱。 分别理论计算了克伦特罗分子、 盐酸克伦特罗分子和盐酸克伦特罗晶体的振动频率。 根据理论计算和实验光谱的对比， 对盐酸克伦特罗的THz特征吸收峰进行了分析指认。 实验结果显示， 基于固体仿真的方法能够较好的解释盐酸克伦特罗的THz光谱吸收来源。 研究证明了将THz-TDS技术用于盐酸克伦特罗探测和识别的可行性， 为畜牧业瘦肉精识别和残留检测的应用提供了新的实验方法。

测量了大气压环境下氩气空心针—板放电等离子体中原子与分子谱线强度的空间分布， 分析了等离子体中电子能量的空间分布。 实验利用空心针—板放电装置， 得到了约3 cm长的放电等离子体弧。 在300～800 nm范围内采集发射光谱， 发现了强度较高的ArⅠ谱线、 N2第二正带系谱线Ｃ ３Πｕ（ν′＝０）→Ｂ ３Πｇ（ν″＝０）以及强度较弱的OⅠ谱线。 实验测量了Ｎ２谱线（337.1， 357.6及380.4nm）、 氩原子谱线（696.54， 763.51， 772.42及794.82 nm）和OⅠ 777.2 nm谱线强度的空间分布， 结果表明: 氮分子谱线强度由弧根开始逐渐升高， 当距离弧根12 mm时强度达到最大值并开始下降; 氩原子谱线强度由弧根到弧梢逐渐降低; 氧原子谱线强度从弧根开始逐渐升高， 当距离弧根6 mm时强度达到最大值并开始下降。 定性地讨论了等离子体弧中电子能量分布， 发现距离弧根为6 mm处电子能量最高， 而弧根处电子能量最低。

根据Pr3+掺杂透明氟氧化物玻璃陶瓷（Pr（0.2）∶FOV）样品在室温下的吸收光谱, 分别采用了标准和修正的Judd-Ofelt理论拟合出J-O强度三参量Mn。 结果表明， 此修正的J-O理论应用到Pr（0.2）∶FOV材料的跃迁强度计算中是合理的和必要的。 并由此修正理论计算了各个激发态之间跃迁的振子强度、 自发辐射速率、 荧光分支比和积分发射截面等光谱参量， 分析了Pr3+∶FOV材料的应用价值。 其中， 特别是3P0→3H4， 3P1→3H5和3P0→3H6， 3P0→3F2等几个强发光能级都有很好的应用前景。 由此表明: Pr3+掺杂的氟氧化物玻璃陶瓷作为固态激光材料有可观的应用前景。

用沉淀法合成了Y10W2O21∶Eu纳米发光材料， 利用X射线衍射谱（XRD）和场发射扫描电镜（FE-SEM）， 对样品的结构和形貌进行了表征。 测量了各样品的激发光谱、 发射光谱， 绘制了Eu3+发光的浓度猝灭图， 计算了各样品的部分J-O参数和Eu3+ 5D0能级量子效率， 对Eu3+掺杂的Y10W2O21纳米发光材料的光致发光性质进行了研究。 实验结果证明， Y10W2O21∶Eu纳米发光材料中的Eu3+ 5D0—7F2跃迁的红色发光也能被394 nm近紫外光和464 nm蓝光有效激发， 具有制备成本低、 猝灭浓度高等优点， 有潜力成为高效的近紫外（蓝光）管芯白光LED用红色荧光粉材料。

采用高温固相法在弱还原的气氛下合成了Sr2SiO4高亮度的黄色长余辉材料。 通过X射线衍射（XRD）分析发现所制得的样品属于α′-Sr2SiO4斜方晶系结构; 样品的光致发光特性表明， 在320 nm激发光的照射下， 出现峰位为490 nm的宽带发射峰。 样品余辉特性显示: 样品的余辉衰减曲线符合双指数衰减。 在温度293～598 K内样品有4个热释光峰， 峰值温度在346, 420, 457和552 K附近。 不同的等待时间热释光曲线表明: 在衰减过程中， 热释光峰位置发生移动， 显示材料中存在缺陷能带; 同时不同深度的陷阱能级衰减规律不同， 表明了陷阱能级之间存在电子转移现象。

通过近红外光谱技术建立二元、 三元调和食用油中花生油含量模型以及二甲亚砜水溶液浓度模型， 比较了分别采用原始光谱和正交信号校正(OSC)处理后光谱进行MLR建模的结果， 并对所建的正交信号校正后光谱MLR模型与原始光谱PLS模型进行预测结果比较。 比较过程中使用交互验证参数(包括决定系数RC， 标准偏差SEC， 预测值和实际值线性拟合方程的斜率a和截距b)以及外部预测统计参数(包括RV， 标准偏差SEP, 预测值和实际值线性拟合方程的斜率a和截距b)来评价模型能力。 研究结果表明: 与原始光谱相比， 使用OSC处理后的光谱进行MLR建模(采用相同波长)， 得到的模型交互验证结果以及外部预测结果均有变好的趋势。 通过优选建模波长组合(无共线性影响)， OSC与MLR联用建模可得到优于PLS模型的结果。

为了保证静态干涉系统在气体定性定量分析方面稳定性高、 抗干扰能力强的特点， 设计了基于弹光调制实现光程静态扫描的干涉检测系统。 系统由红外激光器、 起偏器、 弹光调制器、 检偏器及CCD组成。 通过弹光调制器使弹光晶体的主折射率随调制信号周期性的变化， 从而产生周期性变化的光程差。 通过对调制相位变化的计算， 可知得到调制度随晶体长度、 调制时间的函数关系。 依据相位延迟及干涉图能量分布， 推导了对应的干涉光强公式。 实验采用硒化锌晶体作为弹光调制晶体， 分别对5组不同浓度的三种常见VOC气体进行浓度分析， 实验结果与传统红外吸收光谱吸收法的检测结果进行对比。 弹光调制红外光谱吸收法在具备高稳定性、 实时性的基础上， 检测精度明显优于传统红外吸收光谱吸收法。

目前红外测温方法难以消除复杂环境下外来辐射的干扰， 导致测温精度低， 设计了一种高精度的红外测温系统。 该系统提出了由宽带滤光片和三级干涉滤光器结合的滤光方法， 根据该方法对高温物体发出的近红外光谱进行滤光， 将高温背景光和环境干扰光滤掉， 得到两个单色光谱， 经红外探测器接收获得其辐射功率比， 通过计算得出物体温度。 该系统透过的单色光谱带宽仅有1 nm， 将透射光谱以外的背景光辐射和环境光源辐射抑制达8个数量级， 降低了因被测对象周围环境升温引起的测温误差， 提高测温系统的精度。 最后通过实验验证了该测温系统的可行性， 精度达0.2%。

试验探讨了近红外反射光谱测定玉米DDGS的8项重要营养成分， 包括水分、 蛋白、 粗脂肪、 粗灰分、 总磷、 中性洗涤纤维、 酸性洗涤纤维、 粗纤维的可行性。 从国内18个工厂采集93个玉米DDGS样品， 使用偏最小二乘法， 采取15种不同的导数和去散射光谱预处理方法建立近红外模型。 在光谱预处理中， 二阶导数产生了较好的预测效果。 使用70个与93个定标样品建立模型， 随着样品量的增加， 模型的预测效果提高。 93个样品所建立模型的定标决定系数（RSQcal）为0.94～0.99， 交互验证决定系数（1-VR）为0.89～0.99， 交互验证RPDCV为2.98～14.85。 结果表明， 近红外反射光谱可以用于玉米DDGS营养成分快速测定。

采用同步辐射软X射线XANES(X-ray absorption near edge structure)与SR-FTIR(synchrotron radiation-fourier transform infrared spectroscopy)光谱技术分析云雾山退耕草地土壤<0.25 mm团聚体有机碳结构变化。 SR-FTIR测定结果的定性分析表明， 与坡耕地相比， 随退耕年限增加， 退耕草地土壤脂肪C特征峰吸收增强， 芳香C、 醇C、 羧基C、 多糖C吸收峰变化不明显; SR-FTIR半定量分析表明， 与坡耕地相比， 退耕草地土壤有机碳各官能团相对含量都有所增加， 随退耕年限增加， 0～5 cm和10～20 cm两土层土壤脂肪C、 醇C相对百分量增加幅度较大， 芳香C增加幅度较小。 XANES与SR-FTIR测定结果基本一致， 对两种方法测定的相同有机碳官能团(芳香C)的相对含量进行T检验， 两种方法测定结果差异不显著（P>0.05）， 表明采用XANES测定退耕草地土壤有机碳结构变化是可行的。

应用近红外光谱法对慈竹微纤丝角和纤维长度进行快速预测研究。 采用X射线衍射法和显微镜法分别测定慈竹微纤丝角和纤维长度， 并用光纤漫反射模式采集近红外光谱， 对原始光谱分别进行消噪和消噪与正交信号校正相结合预处理， 建立偏最小二乘（PLS）数学模型， 对比分析模型预测能力。 结果表明， 慈竹微纤丝角和纤维长度原始光谱经消噪和正交信号校正二者结合预处理后， 所建PLS模型比相应原始光谱模型预测能力显著提高， 其预测模型相关系数（R）分别达到0.893 6和0.988 3， 预测标准差（RMSEP）为0.292 0和0.146 0， 校正预测模型均具有很好的相关性， 表明近红外光谱法可以实现慈竹微纤丝角和纤维长度的预测。

基于自研傅里叶变换红外光谱仪设计实现了开放光路臭氧在线监测系统， 将计算机合成背景光谱方法与非线性最小二乘方法相结合进行定量分析， 利用HITRAN数据库信息和仪器线型合成背景光谱， 通过非线性最小二乘法反演出臭氧浓度， 提高了测量精度和检测限， 讨论了系统检测限测量方法， 在16次平均情况下系统检测限达到1.42 nmol·mol-1， 利用此系统， 对合肥市郊的地表臭氧浓度开展了连续监测实验， 分析了浓度日变化以及月变化趋势与臭氧产生源之间的关系。 结果表明， 系统测量准确可靠， 为我国臭氧监测提供了一种新的设备和方法。

国家已禁止向小麦粉中添加过氧化苯甲酰（BPO）， 快速检测小麦粉中BPO添加量对于保障食品安全非常重要。 BPO在添入小麦粉中后部分会被还原成为苯甲酸， 使得对其原始添加量的检测非常繁琐。 本文探讨了利用近红外漫反射光谱法进行小麦粉中BPO添加当量检测的可行性。 通过向无添加剂小麦粉中添加不同量的过氧化苯甲酰粉末， 制备小麦粉样本133个。 样本在实验室放置一段时间后， 采集光谱数据， 通过小波变换滤除光谱噪声。 用偏最小二乘法建立光谱数据与BPO原始添加当量之间的模型， 模型校正集决定系数R2cal是0.890 1， 校正标准偏差RMSEC是40.85 mg·kg-1， 预测决定系数R2pred为0.886 5， 预测标准偏差RMSEP为44.69 mg·kg-1。 结果表明: 基于近红外光谱的小麦粉BPO添加当量检测具有较高的可行性， 该方法有望为食品中某些添加物的快速检测提供新的途径。

磷元素（P）亏缺初期， 水果黄瓜植株根部叶片出现小斑点， 其症状的外观特征与健康植株根部叶片老化初期类似， 难以用肉眼或者计算机图像处理技术识别。 本文根据近红外光谱能够反映叶片组织中有机物组分的差异， 运用近红外光谱技术对水果黄瓜植株磷元素亏缺进行了快速诊断研究。 精确控制营养液中磷元素含量， 通过设施栽培方式培养缺磷植株和对照样本。 近红外光谱仪采集了90片叶子的原始光谱（60片作为训练集， 30片作为预测集）， 经光谱预处理和窗口宽度优化后均匀划分为27个子区间， 分别提取每个子区间的10个主成分数据作为BP人工神经网络（BP-ANN）的输入变量， 以叶片缺素情况作为输出变量， 建立3层BP-ANN诊断模型。 当主成分因子数为3时， 第7个子区间对应的模型效果最佳， 模型对缺磷叶片和正常叶片的预测准确率均达到100%。 研究表明: 近红外光谱技术结合BP-ANN快速诊断水果黄瓜磷元素亏缺是可行的。

研究收集了不同品牌的90个葡萄酒样品， 为了消除各光谱基线不同带来的影响， 对所有光谱曲线都进行了一阶求导， 以一阶导数谱线作为有效数据， 通过独立主成分（PC）分析可知， 前两个主成分的贡献率达到80%以上， 主成分聚类使得真伪葡萄酒样品明显分为两类; 以前四个主成分作为BP神经网络的输入建立了一个三层人工神经网络的识别模型， 该模型对葡萄酒样品的预测识别率达到100%。 研究表明， 可见-近红外透射光谱结合主成分分析建立的BP神经网络模型能为快速、 无损鉴别葡萄酒真伪提供一种准确可靠的新方法。

利用激光刻蚀法制备了具有“化学纯净” 表面的银岛膜， 该岛膜有很好的表面增强特性。 利用表面增强拉曼光谱和表面增强红外光谱对胸腺嘧啶分子在银岛膜表面的吸附状态进行了对比研究。 表面增强拉曼光谱中CN和C—O伸缩振动模式的出现表明胸腺嘧啶分子由原来的酮式结构变成了烯醇式结构; C(4)O伸缩振动谱带明显增强和N(3)的去质子化异构体特征峰的存在证明胸腺嘧啶分子是通过O(8)和N(3) 的共同作用倾斜地吸附在银岛膜表面。 对10－5 mol·L-1胸腺嘧啶在银岛膜表面上的红外光谱利用欧米采样器进行了反射法测量， 发现其红外吸收增强了200倍。 红外信号分析的结果支持了胸腺嘧啶分子通过O(8)与银表面发生相互作用的论断， 同时也可得出胸腺嘧啶倾斜地吸附在银岛膜表面的结论。

应用便携式拉曼光谱仪， 采集了四种醛类分子（CnH2nO,n=1， 2， 3， 4）的拉曼光谱， 并通过量子化学中密度泛函理论(DFT)对四种醛类分子进行了分子模型构建和理论拉曼光谱模拟计算。 通过实验拉曼光谱和DFT模拟计算结果的对比， 对四种醛类分子的特征振动峰进行了指认。 同时对四种醛类分子的实验光谱进行了分析比较。 应用便携式拉曼光谱技术完全实现了对这几种醛类分子的现场快速鉴定和分析。

建立了一套光谱温度诊断系统， 对以肼催化分解产物为推进剂的电弧增强推力器羽流信号进行了光谱温度诊断， 基于谱线的绝对强度法得到对应不同波长的激发温度， 由玻尔兹曼图法获得各条谱线的平均激发温度。 结果表明: 肼电弧增强推力器羽流中心激发温度最高， 沿径向方向迅速下降; 羽流的热力学非平衡态程度随径向距离增大和电流减小而降低; 羽流温度随肼催化分解混合气中氨气比例增加而升高。

根据激光诱导击穿光谱(LIBS)展宽主要为非线性Lorentz函数模型, 利用Levenberg-Marquardt(L-M)算法对该理论模型中的待定参数进行优化估值， 扣除了光谱信号中的连续背景， 校正和还原了峰位和峰强， 并对拟合数据点自动提取方法进行了分析; 以MatrixVB与VB混合编程相结合， 实现了基于L-M算法的LIBS光谱数据自动拟合与特征参数提取， 与手动操作的常用数据分析软件Origin7.5的拟合结果进行了比较， 验证了该方法的稳定性与可靠性。

采用自由定标激光诱导光谱技术（CF-LIBS）对炉渣中几种主要成分（CaO, SiO2, Al2O3, MgO）进行了定量分析。 利用Nd∶YAG激光脉冲在空气中烧蚀炉渣样品产生等离子体， 等离子体光谱由中阶梯光栅光谱仪记录。 通过几种主要元素的原子谱线和离子谱线的玻尔兹曼图， 计算了等离子体的温度。 利用Ca的一条谱线Stark展宽估算了等离子体电子密度， 从而验证了实验中等离子体处于局部热平衡的假设是成立的。 在此基础上使用自由定标算法， 得出了几种元素的质量百分比， 进而反演出几种氧化物的含量。 对炉渣中主量成分的测量结果相对误差在15%以内。 实验结果表明CF-LIBS方法可以用于无标准物质的样品的多元素同时快速测定。

太阳过渡区是太阳色球层顶到日冕底部的大气薄层。 厚度仅几百千米， 但其间太阳等离子体参数变化剧烈。 过渡区的辐射多为光学薄的远紫外、 极紫外发射谱线和背景连续谱线。 由于地球大气的吸收， 过渡区紫外光谱需通过天基观测才能实现。 近几十年来， 星载仪器的成功发射为太阳过渡区的研究打开了新纪元。 工作回顾了太阳过渡区紫外光谱的观测历史和各类星载仪器， 特别介绍了近十几年几种重要的光谱仪器。 详细阐述了过渡区紫外光谱的发生率、 电子密度和电子温度的诊断原理。 讨论了过渡区紫外谱线的形状， 并以SOHO/SUMER光谱仪为例介绍了表征谱线的几种重要参量及其物理意义。

以醋酸锌和3,3’,4,4’-联苯四羧酸(H4BPTC)为原料， 采用水热法合成了一个三维超分子化合物［Zn(H2O)6］·(C16H8O8)(1)。 通过红外光谱、 元素分析和X射线单晶衍射对其结构进行了表征， X射线单晶衍射分析结果表明， 该超分子化合物属于三斜晶系， PT空间群， 晶胞参数a=0.654 8(1) nm, b=0.793 9(2) nm, c=0.968 1(2) nm, α=76.29(3) °, β=87.75(3) °, γ=86.43(3)°, Z=1, R1=0.066 5, wR2=0.183 3, GOF=1.021. 并通过荧光光谱研究了1在溶液和固态时的发光性能， 在室温DMSO溶液中， 当激发波长为316 nm时， 化合物1在399 nm 处有一强发射峰， 呈现蓝紫色荧光， 在室温固态时， 该化合物的发射峰发生明显红移， 在525 nm 处有一宽谱带发射峰， 呈现绿色荧光， 这可以归因于在固态化合物1的分子中存在氢键和π—π堆积的相互作用， 可以明显降低分子中基态与激发态之间的能量差距， 从而使发射峰红移。(CCDC号: 808857)

传统有机物参数如COD和BOD等只能表示总量， 无法展示有机物成分。 荧光光谱可以展现有机物组成， 如同指纹与水样一一对应， 被称为水质荧光指纹。 该文研究了以生活污水为主的城市污水三维荧光光谱在典型活性污泥法处理前后的变化， 识别出该类污水荧光指纹中可生物降解和难降解有机物的分布区域: 城市污水的激发波长/发射波长=280/340 nm与225/340 nm附近的荧光主要由可生物降解的物质产生， 而激发波长大于300 nm和激发波长小于300 nm且发射波长大于400 nm的两个区域的荧光主要由难降解物质产生。 结果表明荧光指纹可以检测污水处理工程的运行效果并指导反应器设计和运行。

乳清分离蛋白与葡聚糖的混合物在干热处理条件下， 发生了以褐变为特征的美拉德反应。 当葡聚糖分子量由67 kD增至150 kD时， 游离氨基含量分别下降了35.77%和30.53%， 糖链越长， 其接入到蛋白质肽链的难度越大。 采用荧光光谱对乳清分离蛋白-葡聚糖接枝物的性质进行分析。 内源荧光光谱图显示， 接枝产物在405 nm的最大荧光强度显著提高， 且350～500 nm范围内的荧光强度顺序为: G67>G150， 这说明接枝物中有Maillard反应体系所特有的荧光物质生成; 由外援荧光光谱图得出， 接枝产物在470 nm的最大荧光强度均有明显降低， 各溶液体系中荧光强度高低顺序依次为: WPI>G150>G67。 疏水性指数的测定进一步说明两种不同分子量的葡聚糖接入到蛋白质肽链中， 对乳清分离蛋白的疏水性均有一定的屏蔽作用。

采用荧光发射法研究了不同Cd2+与树形分子的摩尔比 (负载比)条件下硫化镉(CdS)/ 聚酰胺-胺 (PAMAM)树形分子纳米复合材料 (NCs)水溶液的荧光性能， 并探索了其荧光产生的机理。 结果表明: 在波长330 nm光的激发下， CdS/G4.0-NH2 PAMAM NCs的荧光发射光谱中出现了2个峰， 一个是PAMAM树形分子的荧光发射峰， 另一个是CdS量子点的荧光发射峰。 随着负载比的增加， 前一个荧光发射峰逐渐变弱， 并消失后一个荧光发射峰逐渐增强， 表明PAMAM树形分子N原子上的价电子跃迁到CdS QDs上。 发蓝色荧光的纯PAMAM树形分子水溶液对塑料表面的油印潜指纹显现效果不佳， 原因是塑料含蓝色荧光杂质; 采用负载比为10的CdS/G4.0-NH2 PAMAM树形分子NCs水溶液显现塑料表面指纹时， 发现潜指纹发射出明亮黄色荧光可以被清晰识别， 这对含不同颜色荧光杂质的客体表面潜指纹的显现有很好的借鉴价值。

采用水热方法合成Ce1-x(Fe0.5La0.5)xO2-δ固溶体。 利用X射线衍射技术(X-ray diffraction technique， XRD)表征样品的相结构， 并对固溶体的晶胞参数进行拟合， 通过紫外可见漫反射光谱（UV-Vis diffraction spectrum）及拉曼光谱（Raman spectrum）表征其电子跃迁性能及由于双离子掺杂所引起的一系列掺杂效应。 XRD结果表明， Ce1-x(Fe0.5La0.5)xO2-δ固溶体为CeO2立方萤石结构， 当掺杂量增加到x=0.30时出现了微弱的Fe2O3杂相衍射峰; 讨论了两种离子在晶格中不同的取代位置。 晶胞参数随着掺杂量的增大而逐渐增大， 当掺杂量达到x=0.18后保持基本不变。 紫外漫反射光谱表明， 随着掺杂量的增大， 固溶体的带隙吸收边红移， 即能隙逐渐减小， Fe离子在CeO2晶格中表现为+3价。 Raman光谱F2g振动峰位逐渐向低波数方向移动， 同时振动峰逐渐宽化， 进一步证明了掺杂离子的影响效应。

采用圆二色谱(CD)、 X射线衍射(XRD)、 ANS荧光探针和紫外光谱(UV)研究了S-构型转化对卵白蛋白微观结构的影响。 结果显示， 不同诱导时间处理的卵白蛋白二级结构的α-螺旋， β-折叠， β-转角和无规卷曲之间相互转化， α-螺旋略有减少， β-折叠相应增加， 分子有序性提高; S-构型转化后卵白蛋白晶体结构增加， 72 h处理后结晶区最大， 说明蛋白结构的有序性提高， 与CD分析结果一致; 卵白蛋白的表面疏水性随诱导时间的延长而增强， 72 h处理后达到最大值; S-构型转化使卵白蛋白分子表面具有紫外吸收的芳香氨基酸残基包埋于分子内部， 导致最大紫外吸光值随诱导时间的延长而下降。 研究表明， 卵白蛋白的微观结构变化与S-构型转化有关。

采用浸渍法制备了Ni-Ti-O/SiO2催化剂， 在紫外光照射下， 考察了甲醇和CO2光催化羰基化反应性能， 并通过原位红外光谱， XPS和MS等表征分析了可能的反应机理。 实验结果表明， Ni-Ti-O/SiO2催化剂对甲醇和CO2光催化作用较显著， 在180 min反应时间内， 甲醇的转化率达到了24.9%， 羰基化产物的选择性超过了60%; 结合催化剂表征结果推断， OC·O-和CH3OC(O)·或许是甲醇和CO2羰基化反应的重要中间体。

用激光光致发光光谱技术对发票真伪的快速鉴别进行了研究。 首先采集80个真假发票样本的激光光致发光光谱数据， 然后利用遗传算法对谱线重叠严重的566~669 nm波段进行高斯拟合， 提取特征参数， 再结合BP神经网络技术建立鉴别模型。 结果表明， 从104个光谱数据提取13个特征参数， 真假发票的拟合确定系数R2分别为0.997 89和0.996 83， 相对标准差RSD分别为0.017 052和0.022 362， 有效实现对原始光谱特征信息的提取和简化; 将13个特征参数和2个评估参数R2， RSD作为BP神经网络的输入变量， 模型质量最高， 对60个建模发票样本和20个未知发票样本的识别准确率均达到100％。 说明文章提出的光谱分析方法具有很好的分类和鉴别作用， 为发票真伪的快速鉴别提供了一种新方法。

为了克服化学检测痕量甲醛气体速度慢、 有耗材、 采样区域局限等缺点， 实现快速准确地检测甲醛气体的浓度， 设计了一种多特征波长窗的方法。 根据甲醛及主要干扰气体的特征光谱选择相干度最小的多组特征波长， 特征波长个数分别选用3， 4和5个， 同时配合相应的多组窄带滤光片。 当光源依次通过这些窗口及气室后， 由PCI-2TE-13型红外探测器采集， 并经相关算法反演样气中的甲醛浓度。 实验针对新装修的房屋、 建材商场、 超市及公园四种环境下采集的样气中的甲醛进行定量分析。 实验结果与ARCSpectro-AMIR型红外光谱仪的检测结果相比较， 结果表明， 采用多特征波长窗法在10 μg·m-3以上的检测结果均与标准值相近， 其平均误差均小于5%， 满足实际应用的要求， 并且具有实时检测、 不中毒等优点。

通过野外定点光谱采样， 从端元尺度对天山北坡四种常见的盐生植物芨芨草、 苦豆子、 樟味藜、 骆驼刺进行了光谱特征分析和种类识别。 结果表明: 从CARI和SIPI两个常用的叶绿素高光谱指数来看， 骆驼刺的叶绿素含量和类胡萝卜素含量均较高， 苦豆子虽然生长旺盛， 由于受到光谱中花的因素影响， 这两个指数值较低。 苦豆子株冠郁闭度较高， 其NDVI值高于其他三种植物。 苦豆子和樟味藜的光谱位置参数较稳定， 而芨芨草和骆驼刺则既存在 BEP“红移”， 也存在 REP“蓝移”， 红边和蓝边变化幅度较大。 生长旺季中不同植物端元光谱曲线之间差异较小， 存在明显的混合光谱现象， 利用遥感常用的红/近红外特征空间难以准确区分樟味藜和骆驼刺。 采用逐步多元判别分析， 筛选出Rn， REP， Rg， MSAVI和CARI作为判别指标构建判别方程， 芨芨草和樟味藜可以100%被识别， 四种植物的判别总精度达92%以上。

针对利用多源遥感数据进行积雪覆盖监测的需要， 在分析不同深度与面积的积雪实测光谱基础上， 探讨了在利用NDSI方法进行积雪覆盖遥感监测时， 不同积雪深度对其的影响， 并以HJ-1B卫星以及MODIS卫星为例， 研究了不同积雪面积对遥感积雪反演的影响。 结果表明， 积雪深度几乎对遥感积雪覆盖监测的结果没有影响， 而在积雪面积方面， 受所使用的遥感影像空间分辨率的制约， 对遥感积雪监测的结果有一定影响。

针对目前舌诊研究中在舌体信息全面获取方面存在严重不足， 将高光谱技术用到舌诊的研究中来， 提出了一种基于X-Y振镜扫描式舌诊高光谱采集系统。 通过模拟实验， 采集与舌体大小相似图片的高光谱信息， 验证了该系统可以用于舌体高光谱信息采集， 实验结果表明， 与现有舌诊客观化研究相比， 该系统可以获得更多的舌体信息， 为舌诊客观化研究提供了一种新途径。

为验证虚拟超谱图在探测生物体内部成分和结构信息的可行性， 搭建虚拟超谱图系统并以苹果为材料进行实验。 通过三组实验: （１）对比检测正常苹果与掺有杂质苹果的虚拟超谱图; （２）对比检测苹果切片与切片中嵌有红色滤光片的虚拟超谱图; （３）检测苹果、 掺杂质苹果、 苹果切片和切片中嵌有滤光片四种情况下反射光谱。 实验结果表明虚拟超谱图可以探测到苹果内部成分和结构的变化， 且比反射光谱能得到更多的内部信息， 并为今后应用于人体检测提供了有力的佐证。 虚拟超谱图可以实现多信息及多信息交叉系统的、 同步的检测， 为生物信息检测提供新思路， 有望为体内疾病临床快速检查提供更多依据。

选取具不同生长应力水平的人工林尾巨桉（Eucalyptus urophylla × E. grandis）正常木为研究对象， 借助场发射环境扫描电子显微镜系统， 结合以溴元素做标记的X射线能谱分析技术， 分析了尾巨桉细胞壁微区木质素沉积与生长应力的关系。 研究结果表明， 木纤维细胞壁各微区间木质素含量的大小关系与生长应力高低无关， 其含量顺序为细胞角隅>复合胞间层>次生壁(S1>S2>S3); 而随着生长应力增大， 木纤维细胞壁各微区木质素含量均下降， 木质化进程减慢。

先用硫脲修饰的量子点为核， 再用聚丙烯酸包覆， 并用聚乙烯吡咯烷酮K-30为稳定剂， 合成粒径分布均匀、 性能稳定的核壳结构水溶性量子点荧光体。 采用荧光发射光谱、 红外光谱和透射电镜对样品进行表征并探索核量子点在聚丙烯酸聚合物溶液中含量对量子点荧光体的影响。 结果表明: 聚丙烯酸修饰后量子点粒径分布更均匀; 荧光发射主峰由548 nm蓝移到448 nm。 红外光谱图中2 092.8和1 384.3 cm-1分别归属于羧基的CO和C—O伸缩振动， 1 644.5 cm-1归属为酰胺键的CO伸缩振动， 核量子点在聚丙烯酸聚合物溶液中最佳含量为2.67 mg·mL-1。 该量子点制备方法简单易行， 具有较好的稳定性及高荧光量子效率， 为进一步应用于生物标记奠定基础。

针对已有的液体阴极辉光放电发射光谱装置， 对放电的阴极加了一个锯齿型引流结构设计， 锯齿顶端位于毛细管顶部下方2 mm处， 在液滴刚开始长大时便触到锯齿尖端， 进而破坏液滴的表面张力， 使液体顺着引流槽流下， 从而大大改善了因阴极毛细管顶端液滴的周期性形成和坍塌造成的放电闪烁、 电流改变， 甚至放电熄灭， 此种设计可持续放电至少3小时。 利用新的结构还测定了铅、 铬、 镉、 锌、 钒、 镍、 铜、 银、 钴九种元素的线性方程， 九种元素的线性度均在0.97以上， 线性较好。 仪器对银、 铅、 铜的灵敏度最好， 三种元素的检测限分别为0.048， 0.080和0.084 mg·L-1， 对镍、 铬、 钴、 锌、 镉的检测限在0.27～1.60 mg·L-1之间， 对钒的检测限最高为10.88 mg·L-1。

采用电感耦合等离子体发射光谱法与石墨炉原子吸收光谱法， 研究了14种重金属（Fe， Al， Ti， Cu， Cr， Mn， V， Zn， Ni， Co， Pb， Se， Cd， As）沿山地森林海拔梯度的分布特征。 结果表明海拔梯度对14种重金属中的6种重金属浓度（Fe， Al， Ti， V， Pb与As）有显著的影响， 对其他八种重金属浓度（Cu， Cr， Mn， Zn， Ni， Co， Se， Cd）没有显著的影响。 由于研究区域为红壤， 海拔梯度对红壤特征重金属Fe， Al与Ti浓度有显著影响， 表明不同海拔高度红壤存在不同强度的脱硅风化过程与生物富集过程。 此外， 海拔梯度对其他重金属存在不同的影响， 如Cr， Zn与Cd在较高海拔有较高浓度， Pb与As在较低海拔有较高浓度， 表明不同海拔高度的森林土壤受重金属污染的主要类型不同。

建立了ICP-AES测定超导粉中痕量镍的新方法。 优化了仪器工作参数， 对超导前驱粉中痕量镍测定时的基体干扰及干扰消除方法进行了系统研究， 结果表明: 大量存在的基体元素产生严重基体效应， 导致测定重现性及准确度变差， 实验采用分离富集方法以提高测定结果的准确度和精密度。 实验中首先用阴离子交换树脂， 除去Bi3+及部分Pb2+， Sr2+， Ca2+， Cu2+等基体元素; 在碱性条件下再通过甲苯萃取镍与丁二酮肟的络合物、 稀盐酸反萃取富集镍; 对分离富集条件进行了优化。 对模拟标准样品进行测定， 分析结果与理论值一致， 相对标准偏差为1.9%， 方法检出限为0.19 μg·g-1。 该方法已用于超导前驱粉样品中痕量镍的分析， 结果令人满意。

采用193 nm准分子激光剥蚀-电感耦合等离子体质谱(LA-ICP-MS)对标准植物粉末样品（GBW07602-GBW07603灌木枝叶、 GBW07604杨树叶、 GBW07605茶叶、 GBW08514烟草）中13种元素（Li， B， Na， Mg， Al， K， Ca， Cr， Mn， Fe， Ni， Cu， Ba）进行定量测试。 向植物粉末样品中添加已知浓度In标准溶液作为内标， 经再次细磨后压饼， 使用NIST SRM 610玻璃标样为外标对植物样品进行定量测试。 并考察了样品颗粒粒度、 激光剥蚀坑的形貌特征和压饼样品中的元素均一性对测试的影响。 实验结果表明: 在193 nm波长激光剥蚀条件下， 以NIST SRM 610玻璃标样为外标物质对植物标准参考物固体粉末样品进行压饼测试， 其分析结果与标准推荐值有较好的一致性。

建立了流动注射（FI）在线预富集与火焰原子吸收光谱（FAAS）联用测定水样中痕量锌的两步洗脱新方法。 将洗脱和检测分成2个步骤进行。 洗脱过程中， 洗脱剂不经过蠕动泵管而是依靠蠕动泵的吸力通过聚四氟乙烯管（PTFE tube）进入编结反应器(KR)， 然后送入FAAS进行检测， 大大延长了蠕动泵管的使用寿命。 同时， 洗脱过程依靠蠕动泵的吸力而不是推力实现洗脱剂的输送， 明显降低了被分析物在洗脱过程中的分散， 提高了原子吸收信号峰值（A）和浓集系数（EF）。 增加了样品溶液排空步骤， 保证了每次实验的准确性和重复性。 进样流速6.0 mL·min-1; 进样时间60 s， 测定 20 μg·L-1的锌， EF由传统方法的9提高到28; 检出限为 0.35 μg·L-1; 测样频率为37·h-1; 相对标准偏差（RSD， n=11）为2.1 %。 以0.1 ‰φ的三乙醇胺为掩蔽剂， 在水样中的回收率为98.7%～99.6%。

使用微波消解-高分辨连续光源石墨炉原子吸收光谱法测定四种面制食品（挂面、 饺子皮、 油条和梳打饼干）中铝的含量。 样品置于密闭聚四氟乙烯消解罐中经HNO3和H2O2混合溶液完全消解。 对微波消解条件、 灰化温度和原子化温度进行了优化。 确定最佳实验条件为: 消解液HNO3和H2O2体积比7∶1， 微波功率1 000 W， 190 ℃消解40 min; 最佳灰化温度1 350 ℃; 最佳原子化温度2 400 ℃; 基体改进剂为1 g·L-1硝酸镁。 标准曲线相关系数为0.999 9， 相对标准偏差(RSD) 1.7%～2.4%， 回收率98.16%～102.67%。 本研究建立的面制食品中铝含量的测定方法对于相关食品标准检测方法的制定具有参考价值。

儿童尿液经硝酸-过氧化氢消解， 抗坏血酸-硫脲预还原后， 用流动注射氢化物发生法使尿样中的砷转化为砷化氢， 原子荧光光谱法测定尿液中总砷代谢水平。 分析使用当天建立的校准曲线， 并扣除空白， 方法检出限0.03 μg·L-1。 对上海闵行地区40例儿童尿样检测的结果表明， 儿童尿砷在0.5～1.5 μg·L-1范围内， 可能与食用海产品有关， 对人体健康没有影响。

利用EDXRF探针， 对一件战国时期的琉璃环进行了无损分析， 以研究其化学组成特点及产地。 分析表明， 这件琉璃制品的化学组成属PbO-BaO-SiO2系统， 与中国春秋至东汉时期特有的铅钡硅酸盐玻璃的化学组成一致， 因此判断该制品是利用我国特有的技术和原料配方， 在中国制成。 但从外观来判断， 该琉璃制品与成熟的玻璃差异较大， 而更象是釉砂或玻砂， 即玻璃态和晶体物质的混合体。

为了降低噪声影响， 恢复光谱的连续谱和谱线等主要特征， 以便准确测量谱线的等值宽度， 文章根据天体光谱自身具有局部自相似性， 而随机白噪声不具有自相似性， 首次将分形方法应用于天体光谱降噪。 实验表明， 分形降噪方法对于准确测量谱线的等值宽度、 星系红移等参数是有效的， 此外， 还可以实现数据压缩。 分形方法适用于海量光谱的降噪和数据存储。

视场角（FOV）是仅次于最大光程差、 决定高分辨率傅里叶红外光谱仪(FTIRS)仪器线型函数（ILS）的重要因素。 由于光学设计和装调原因， 理论为圆形FOV的扩散光束， 到达探测器端时， 其水平和垂直方向上的FOV值往往不再严格对等。 对此， 提出了以椭圆形面光源取代传统文献中的圆形面光源来反映这种非对等性， 并结合最大光程差参数， 给出了非对等FOV作用下的高分辨率FTIRS仪器线型函数的数学和图形表述。 通过比较高分辨率 FTIRS实测CO标气获得的光谱， 与非对等FOV、 对等FOV作用下的理论光谱， 发现非对等FOV作用下的理论谱与实测谱的差谱RMS值较对等FOV获得的差谱RMS值更小， 在最大吸收峰附近的差谱变化更为平缓。 表明了这种非对等FOV作用下的ILS函数， 较对等FOV作用下的ILS函数能更精确的反映高分辨率FTIRS对谱线的真实响应。

卫星平台振动导致色散型成像光谱仪在曝光过程中与地物产生相对运动， 从而严重地影响了光谱数据质量。 本文以PHI为色散型光谱仪模型， 研究计算了俯仰角、 侧滚角、 偏航角以及三角综合按照卫星振动信号和不同振幅的谐波振动对光谱数据的空间图像和光谱的影响程度， 并且仿真出了各种振动下的畸变光谱数据立方体， 得到卫星平台振动造成光谱数据畸变的一般规律。 结果表明， 色散型光谱仪对卫星振动振幅要求较高， 微小的振幅对光谱的影响也非常大， 必须对光谱数据进行校正和对卫星平台进行减振， 才能保证地物光谱的真实性。

MOEMS（micro optical electronic mechanical system）微镜面阵光谱仪主要利用微镜面阵分时选通实现单个探测器光谱测量， 具有无需斩波器实现脉冲信号输出， 无需机械模板实现哈达吗调制， 象元分辨率高， 体积小， 成本低等优点。 针对MOEMS微镜面阵光谱仪设计中， 狭缝尺寸与光通量之间的矛盾， 本文系统深入的分析该光谱仪微型结构引入的新影响因素， 获取最优值， 实现光谱分辨率改进。 首先， 提出了衍射限制， 空间采样率和谱面内弯曲对分辨率的影响， 模拟仿真， 获取最优参数。 最后， 搭建实验， 进行测试。 结果表明: 微型光谱仪中， 谱面内弯曲影响较小; 衍射受限导致光谱分辨率无法进一步改善; 空间采样率要求光谱光学分辨力至少是象元分辨力的两倍; 综合评价的狭缝最优值为1.818 μm， 象元分辨力为2.278 6 nm。

为了实现对大气层中辐射波长分布在真空紫外和近紫外波段(115～300 nm)的粒子探测， 完善大气遥感， 设计了一种高分辨率成像光谱仪， 并开展了原理样机的研制。 根据国外已有载荷进行分析， 选用了以离轴抛物镜为望远系统、 Czerny-Turner结构为成像光谱系统的光学方案; 针对真空紫外波段辐射弱的特点选取了带有MCP的二维光子计数型探测器。 为了实现该光学系统的宽波段成像功能， 在像差理论的基础上引入了几何与一阶微分的数学方法， 解决了传统结构像差校正不均匀、 空间分辨率低的缺点; 最终设计得到了改进型的成像光谱仪。 对设计结果进行模拟和光谱分辨率计算分析可知这种成像光谱仪全视场全波段调制传递函数值在0.6以上， 光谱分辨率达到1.23 nm， 具有良好的性能。 这种方案工程实现性好， 性能优越， 设计方法和设计结果合理可行。

以黑云斜长片麻岩为例， 探讨了表面粗糙度因子在350~2 500 nm波段对岩石不同天顶角及方位角偏振度探测的影响， 并在特征波段进行了定量分析。 表明不同粗糙度的岩石表面， 入射天顶角一定时， 在镜面反射方位， 偏振度随探测天顶角先是上升， 到达最高值后又开始下降。 (520±10) nm波段的偏振度在探测天顶角方向达到的最大峰值与表面粗糙度进行相关分析， 发现他们呈幂函数关系。 回归方程为: y=0.604x-0.297， 可决系数R2为0.985 4。 峰值所在天顶角度与表面粗糙度相关模型为， y=3.419 4x+51.584,y<90°， 模型可决系数R2为0.817 7。 偏振度随探测方位角变化的规律为以180°方位时偏振度最大， 向两侧随探测方位离180°越远逐渐越低， 并趋于0。 (520±10) nm波段的偏振度在探测方位角180°方向达到的最大峰值与表面粗糙度进行相关分析， 发现他们呈幂函数关系。 回归方程为: y=0.582 2x-0.333， 可决系数R2为0.984 3。 对以上回归模型进行F检验， 发现偏振度峰值及所对应角度与粗糙度之间存在显著的相关关系。

为了研究棱镜色散成像光谱仪的谱线漂移特性， 介绍了成像光谱仪谱线漂移的影响因素及机理， 基于线性光学模型建立了描述谱线漂移特性的数学模型。 在Matlab环境下利用Code V的API函数对系统进行了光线追迹， 验证了数学模型的正确性， 分析了谱线漂移的灵敏度系数。 结果表明: 工作环境变化引起的镜面刚体位移是导致成像光谱仪谱线漂移的主要原因; 在偏心不大于0.2 mm、 倾斜不大于0.02°的小量级干扰下， 不同波长、 不同视场位置的谱线漂移量相等， 误差小于0.1个像元; 镜面刚体位移对谱线的影响是线性的、 相互独立的， 谱线漂移量是各刚体位移引起谱线漂移量的代数和。 基于线性光学模型建立的谱线漂移模型可用于描述成像光谱仪的谱线漂移特性， 对光谱定标、 复杂工况下的光谱特性分析和预测具有指导意义。

硅材料作为光电探测器的基础材料， 研究其在强激光辐照下的损伤问题在激光探测、 **领域很有意义。 对高强度纳秒激光作用下硅表面的损伤形貌特征进行了研究， 结果表明: 激光等离子体的热效应及冲击波效应， 使激光作用区域内的物质迅速向外飞溅， 形成点坑， 并在点坑周围形成辐射状冷却物; 散射光与入射激光干涉产生形成周期性分布的热应力使得硅材料表面张力发生变化， 冷却后会在坑底表面产生周期性结构; 从激光等离子体的光谱中可以发现N， O和Si的特征光谱， 在重复激光脉冲作用下会在硅表面上覆盖一层导致色变的SiOx和SiNx复合薄膜， 是激光等离子体的喷射产物。