星载大气痕量气体差分吸收光谱仪用于遥感监测痕量气体的全球分布。 该载荷探测地球大气或表面反射、 散射的紫外/可见光辐射, 利用差分吸收光谱算法来解析痕量污染气体成分的分布和变化。 光谱定标是仪器遥感数据定量化的前提和基础, 定标的精度直接决定了仪器研制和应用水平的高低。 针对星载大气痕量气体差分吸收光谱仪视场大、 波长宽、 空间分辨率和光谱分辨率高的特点, 提出了相应的光谱定标方法, 建立了定标装置, 通过寻峰和回归分析计算光谱定标方程, 实现了对载荷的全视场光谱定标工作。 并利用太阳光的夫琅禾费线对定标精度进行了检验。

研究了中心波长分别为370 nm(近紫外)、 452 nm(蓝光)和660 nm(红光)三种无标准具结构的发光二极管(LED)光源温度波动对差分吸收光谱技术(DOAS)测量NO2的影响。 利用温度10 ℃时的LED灯谱构造NO2吸收谱, 将其他温度下测得的LED谱作为灯谱, 以此得到不同温度波动下的NO2差分光学密度, 再拟合NO2差分吸收截面到差分光学密度, 结果发现拟合残差的峰-峰值与LED温度波动幅度均近似成线性关系, 相关性分别为0.995, 0.945和0.989; 斜率分别为1.12×10-3, 5.25×10-5和7.45×10-4 ℃-1。 拟合结果表明, 蓝光LED温度波动对DOAS反演影响最小, 基本上不影响探测灵敏度, 而近紫外和红光LED温度波动对DOAS测量较为敏感, 温度波动会导致探测灵敏度的下降。 将温度特性相似的有、 无标准具结构的两种蓝光LED的反演结果进行了比较, 结果显示标准具结构会大幅度增加温度波动对DOAS反演的影响。

研究了可调谐半导体激光吸收光谱技术实现气体浓度二维分布测量的方法, 探索了重建气体浓度二维分布的模型和算法, 并采用数值模拟的方式对重建程序进行了可行性验证。 搭建了由24束激光束构成的场参数测量系统, 以甲烷/空气预混火焰中H2O为测量对象, 运用重建程序重建了火焰中H2O浓度的二维分布, 实验结果分析表明, 重建结果较真实的反应了火焰中H2O浓度的二维分布状态, 为实现优化燃烧控制提供重要数据。

介绍了利用XeCl准分子激光器作为光源, 测量酒精喷灯火焰中OH自由基浓度的实验方法与结果分析。 以XeCl准分子激光器作为光源, 采用Herriott结构多次反射池扩展光程至2 560 m, 利用酒精喷灯作为OH自由基发生器, 使用光谱分辨率为3.3 pm的高分辨中阶梯光栅光谱仪作为光谱采集系统。 详细描述了应用不包含etaloning结构的XeCl准分子激光器作为光源的原因, 如何去除XeCl准分子激光器反应腔腔体中的水汽干扰等。 选取308.145～308.175 nm波段范围对OH自由基浓度进行了反演, 并与利用氙灯作为光源测量酒精喷灯中OH自由基浓度的结果进行了对比。

研究了高位振动激发态CsH(v″=15～21)与CO2振动-转动碰撞转移过程。 脉冲激光激发CsH至高振动态, 利用激光感生荧光光谱(LIF)得到CsH(v″)与CO2的猝灭速率系数kv″(CO2), kv″=21(CO2)=7kv″=15(CO2)。 研究了CsH(v″)+H2的弛豫过程, 有kv″(H2)＞kv″(CO2), 碰撞弛豫速率系数的质量效应明显。 利用激光泛频光谱技术, 测量了CO2(0000)的转动态分布。 对于CO2与CsH(v″=15)碰撞, CO2有转动温度Trot=(605±50)K; 对于v″=21, Trot=(780±70)K。 基于转动温度, 得到CO2的平均转动能〈Erot〉和转动能的变化〈ΔErot〉, 发现〈ΔErot〉v″=21～2.7〈ΔErot〉v″=15。 由对CO2转动能级受激吸收线轮廓测量, 得到J=36～48各能级的平均平动能〈Erel〉, 对于v″=15, 〈Erel〉=600～972 cm-1; 对于v″=21, 〈Erel〉=972～1 351 cm-1。 低J值有低平动能。 外推平动能到初始平动能520 cm-1(池温500 K的平动能)对于v″=15和v″=21, 分别得到阈值Jth=34和24。 大于初始平动能的转动态均处于Jth值之上。

在直流等离子体甲烷转化反应体系中分别引入C6MIMBF4, C6MIMCF3COO, C6MIMHSO4三种离子液体, 采用光谱在线技术检测反应中活性物种的种类和光谱谱峰相对强度的变化, 研究了离子液体在气液等离子体甲烷转化反应中的作用机理。 结果表明: 向甲烷等离子体体系中引入离子液体可得到稳定的气液界面, 并提高了甲烷转化率和C2烃产物收率, C6MIMCF3COO和C6MIMBF4有助于提高C2烃选择性, 而C6MIMHSO4则导致C2烃选择性下降。 在气液等离子体甲烷放电体系中检测到了C, C2, C3, CH, H等活性物种的发射光谱, 与未引入离子液体时相比大多数活性物种的谱线强度均有增加。 核磁共振研究表明反应后离子液体C6MIMBF4结构稳定, 可认为离子液体作为液体导电介质提高了等离子体放电强度, 促进等离子体区气相反应过程, 同时离子液体在气液表面反应过程起催化作用。

光谱发射率标准参考材料作为光谱发射率量值传递的载体, 主要用于校准各种光谱发射率测量装置, 提高光谱发射率测量装置的准确度。 介绍了美国国家标准与技术研究院最早提出的标准参考材料及其光谱发射率数据, 并详细分析了欧洲一些计量部门提出的潜在的标准参考材料的光谱发射率数据。 针对近年来一些研究者提出的标准参考材料Armco铁和碳化硅（SiC）, 探讨了其作为光谱发射率标准的优点与不足。 最后总结了光谱发射率标准参考材料所应具备的特征, 并展望了光谱发射率测量标准未来的发展。

为了提高激光诱导击穿光谱质量, 采用Nd∶YAG激光器输出的纳秒脉冲激光激发产生土壤等离子体, 采用光栅光谱仪和光电检测系统记录了元素谱线AlⅠ394.401 nm, BaⅠ455.403 nm, FeⅠ430.791 nm和TiⅠ498.173 nm的辐射强度和信背比, 研究了激光脉冲重复频率（5, 10和15 Hz）对等离子体辐射特性的影响。 实验结果表明, 在相同的激光输出能量条件下, 当采用15 Hz的激光脉冲重复频率时, 元素Al, Ba, Fe和Ti的谱线强度要比5 Hz时的分别提高50.94%, 112.7%, 107.46%和99.38%, 光谱信背比分别提高15.16%, 24.08%, 40.26%和72.06%。 通过测量等离子体参数, 解释了激光脉冲重复频率对等离子体辐射特性的影响机理。

采用多波长分析方法测量氧气顶回转炉口火焰温度的研究。 在该方法中, 采用USB4000型光纤光谱仪测量火焰在可见光波长范围内的火焰辐射光谱, 结合Levenberg-Marquardt最优化算法, 得到火焰温度和单色辐射率变化规律。 本文还提出了采用小波神经网络处理多光谱测温数据, 该方法可以取消发射率与波长之间的假设模型, 是一种获得目标真温及发射率行之有效的方法。 网络中隐含层的神经元是由S函数和Morlet小波函数的乘积组合构成, 在逼近火焰温度中具有良好的表现。

为了提高激光诱导击穿光谱（laser induced breakdown spectroscopy, LIBS）实验装置检测赣南脐橙中重金属元素的检测灵敏度和稳定性, 可对检测参数进行范围设定。 在初次选定延迟时间参数值后, 再在包含初定延迟时间的1.10～1.30 μs范围内细分进行实验。 实验得出: 在该范围内, 延迟时间与信背比和被测元素特征谱线强度的关系曲线上出现了多个峰值, 并且这些峰值都比初次的要大, 用统计学中的区间估计间接求出延迟时间的置信区间为［1.13,1.25］, 在置信区间内延迟时间由初定的1.20 μs调至1.14 μs时, 相对标准偏差(RSD)由0.103降到0.025。 由此表明: 设定一个LIBS实验装置的参数范围, 在对待测元素检测时可以在这一范围内进行自由调节来提高其检测的精度和灵敏度。

从溶液离子影响表面等离子体共振（SPR）光谱特征的角度, 分析讨论了光纤SPR光谱对水溶液离子成分检测的灵敏特征, 基于此并应用于以矿化度为代表的水质检测中。 研究通过对不同离子状态的电解质溶液（NaCl, KCl, CaCl2, MgCl2, Na2CO3, MgSO4和ZnSO4）和非电解质溶液（蔗糖、 丙三醇、 葡萄糖）下的光纤SPR光谱分析, 得到水环境的杂质离子含量对SPR光谱的影响规律, 进而实现了水质矿化度的检测。 研究同时给出了光纤SPR光谱法与电导率分析法在八种不同水样的检测对比分析, 光纤SPR光谱法拥有高灵敏度、 快速响应、 抗电磁干扰等优点, 对光纤SPR技术在水质检测领域的应用打下良好的基础。

研究了不同粒径和表面修饰的纳米银粒子的发光特性。 研究结果表明, 在不同波长光激发下, 纳米银粒子在362 nm附近出现较强的发射峰, 592和725 nm附近出现较弱的发射峰。 随着激发光波长增加, 发射峰强度下降, 362 nm附近的发射峰红移。 纳米银颗粒对210 nm的激发光最为敏感。 发射峰波长与纳米银粒子表面修饰状态和颗粒尺寸关系不大, 只是随着颗粒尺寸的减小, 发射峰强度下降。 随着狭缝宽度的减小, 发射峰强度下降。 随着纳米银胶浓度减少, 发射峰逐渐聚拢合并为426 nm的单峰, 且发射峰的强度先增强后逐渐下降。 通过纳米银粒子表面光电子的吸收－再发射和表面能级杂化探讨了纳米银粒子的发光机理。

术中麻醉深度监测是保证临床麻醉质量和安全的重要手段, 关系着患者的生命安全。 功能近红外光谱分析技术作为一种非侵入式的脑功能监测技术手段, 能够实现客观可靠的脑神经活动实时监测和成像, 十分适合于进行麻醉深度监测的相关研究。 因此简要介绍了功能近红外光谱分析技术的基本原理和技术实现, 综述了目前功能近红外光谱分析技术在麻醉深度监测相关领域的研究进展, 指出了应用功能近红外光谱进行麻醉深度监测研究的可能途径, 并阐述了亟待解决的重大问题和发展前景。

乙二醛是大气中一种重要挥发性有机物。 它在大气中气相、 水相及二次无机酸性颗粒物表面反应均可生成二次有机气溶胶（SOA）。 然而乙二醛与沙尘非均相反应研究却未见报道。 本研究选取二氧化硅（SiO2）和三氧化二铝（α-Al2O3）颗粒作为实际沙尘模型, 探讨了乙二醛与沙尘颗粒非均相吸附与转化机理。 利用透射傅里叶变换红外光谱（T-FTIR）原位跟踪反应进程, 再结合色谱和质谱分析了反应产物。 结果发现, 在无光照和无氧化剂参与条件下, 乙二醛在以上两种沙尘组分颗粒表面吸附后均生成了低聚物, 在α-Al2O3上还能生成有机酸; 水汽能促进颗粒对乙二醛摄取, 并有利于低聚物生成, 但会抑制有机酸生成。 这些发现对于认识大气乙二醛与沙尘非均相反应生成SOA具有重要意义。

研究云层对卫星遥感大气CO精度的影响, 并以SCIAMACHY观测为例, 详细论述一种云层影响的修正方法。 修正过程中, 采用朗伯云模型, 全面考虑云层覆盖率、 云顶高度和地面反射率的影响。 将云层影响修正前后的卫星CO反演结果与地基FTIR测量值进行对比, 发现修正云层影响后, 两者的测量相关性明显提高。 实验结果表明, 提出的云层影响修正方法可明显提高卫星遥感大气CO的精度。

利用傅里叶变换红外光谱仪对绿洲盐渍化土壤进行野外测量, 采用光谱平滑迭代法对温度和发射率进行分离, 得到了盐渍化土壤的热红外发射率数据。 通过对盐渍化土壤发射率光谱的特征分析, 得出8～13 μm土壤发射率随盐分含量的增加而减小, 发射率光谱对盐分因子的响应在8～9.5 μm较敏感。 分析了原始发射率光谱、 一阶导数、 二阶导数和标准化比值与含盐量之间的相关性, 表明土壤发射率与含盐量呈负相关关系, 发射率一阶导数与含盐量的相关性最高, 相关系数最大为0.724 2, 对应波段为8.370 745～8.390 880 μm。 建立了土壤发射率一阶导数与盐分含量的二次函数回归模型, 模型拟合的决定系数为0.741 4, 验证结果的均方根误差为0.235 5, 说明利用热红外发射率光谱反演土壤盐分含量的方法可行。

为了简化模型, 提高模型预测精度, 利用特征投影图（LPG）进行变量选择。 对原始光谱进行连续小波变换（CWT）, 利用主成分分析（PCA）得到LPG, 假定LPG中共线性光谱变量对建模作用相同, 选出少数特征光谱变量建立预测模型, 所得模型预测均方根误差（RMSEP）为0.345 4, 优于其他建模方法, 研究结果表明, LPG变量选择可有效简化近红外光谱模型, 提高模型预测精度。

Er3+的4I13/2能级寿命的长短对评估Er3+掺杂材料在光通讯波段的应用十分重要。 基于980 nm双脉冲注入式LD激发下的Er3+激发态吸收上转换发光, 测量在不同双脉冲时间间隔下的上转换红光发光强度, 再根据上转换红光的发光强度随双脉冲时间间隔的变化关系, 推导出了Er3+红外4I13/2能级寿命的拟合公式, 实现了红外能级寿命的可见区测量。 因此, 结合兼具时间间隔可调和同步脉冲取样的双脉冲注入式LD模块和光电倍增管（R2658）, 就可以实现所有Er3+红外能级寿命的测量, 这是一种十分经济的微秒量级荧光寿命测试系统。

为探索科学、 客观的茶叶品质评价方法, 以大佛龙井茶为分析对象, 采用近红外光谱偏最小二乘法（NIRS-PLS）, 分别建立了干茶色泽、 汤色、 香气、 滋味、 叶底单因子得分及五因子总分、 六因子总分共7个定量分析模型。 结果表明, 在主成分因子数不大于10的情况下, 各模型校正相关系数Rc为90.48%～98.43%, 校正均方根误差RMSEC为1.14～2.09, 预测相关系数Rp为90.00%～96.65%, 预测均方根误差RMSEP为1.52～2.84, 7个模型校正集和预测集均获得较高的拟合度; 其中五因子总分模型预测性能最好（Rp为96.65%、 RMSEP为1.52）, 同时, 总分模型精度均高于单因子模型。 研究结果表明应用近红外光谱法进行大佛龙井茶的品质评价是可行的。

针对非分散红外光谱传感器零点和温度漂移问题, 建立了一种基于零气光强、 参考光强、 标准温度、 环境温度、 温度漂移系数等多参数模型, 对红外传感器长期连续运行中存在的零点和温度漂移进行自动校正和补偿。 测试结果和长时间应用表明, 仪器在各种变换的环境条件下检测精度均小于5%F.S。 CO2的平均检测精度从未综合处理前的9.26%提高到了处理后的1.23%, CH4的平均检测精度从未综合处理前的10.61%提高到了处理后的0.70%, 克服了很多气体检测仪存在的稳定性差, 标定周期短等不足, 有效提高了仪器的检测精度、 稳定性, 降低了维护成本。

利用简便、 快速、 分辨率高, 信息丰富的FTIR, 对道地黄芪产地: 山西省浑源县官儿乡的6个产地; 应县白马石乡的3个产地; 繁峙县周庄; 内蒙古固阳县的2个产地及其这些产地各4个生长年限生长黄芪的土壤样品（共计42个）, 进行了较详细的研究, 得到了一些有益的结论: 黄芪土壤FTIR特征不同于一般土壤; 不同产地黄芪土壤的FTIR特征有别, 黄芪品质各异; 黄芪土壤FTIR特征与党参土壤大不相同; FTIR指纹图谱可以为中药种植的地域选择提供重要信息。

针对蜜瓜可溶性固形物含量透射光谱检测中, 异常建模样品对模型精度的影响及多种可能来源, 提出异常样品的综合评判方法。 为防止漏判, 分别针对不同来源, 采用基于预测浓度残差、 Chauvenet检验法及杠杆值与学生残差T检验准则对85个建模样品(偏最小二乘法建模)进行初步判别, 共判别出9个疑似异常样品。 为防止误判, 对疑似样品逐一回收, 考察其对建模与预测精度的影响。 先后回收5个样品后, 所建校正模型相关系数r为0.889, 均方根校正偏差RMSEC为0.601°Brix, 对35个未知样品的均方根预测偏差RMSEP为0.854°Brix, 比未剔除异常样品前所建模型（r=0.797, RMSEC=0.849°Brix, RMSEP=1.19°Brix）精度明显提高, 比剔除全部疑似异常样品所建模型（r=0.892, RMSEC=0.605°Brix, RMSEP=0.862°Brix）更稳定, 预测精度更高。

探讨一种基于近红外反射光谱的人体血清白蛋白、 球蛋白和总蛋白三种生化指标的无创检测方法。 采集58例志愿者舌尖处近红外反射光谱, 考虑这些光谱数据与血清蛋白浓度间因个体差异等存在非线性映射关系, 在计算归一化光谱反射率及分析样本蛋白含量统计分布上, 采用支持向量机分别建立三种蛋白成分近红外光谱定量回归模型, 并与传统的偏最小二乘法进行比较。 实验结果表明, 支持向量机校正模型的预测效果较好且明显优于偏最小二乘法校正模型, 对白蛋白、 球蛋白和总蛋白的预测相关系数分别达到0.894, 0.931和0.863, 预测的均方误差为2.19, 1.93和4.38。 因此, 支持向量机可有效抵抗活体检测定量分析中存在的非线性因素, 提高模型的鲁棒性。 同时也表明舌的近红外光谱信息能够较客观的反映人体理化指标的变化, 用于血清蛋白含量的快速无创检测具有较高的可行性。

采用近红外光谱和电子鼻对葡萄酒的酒精发酵过程进行了动态采样检测, 通过主成分回归和偏最小二乘回归对酒精度变化进行了监控和预测研究。 分别建立了近红外光谱、 电子鼻以及二者融合数据对酒精度定量分析的主成分回归和偏最小二乘回归模型。 结果表明, 近红外光谱数据和电子鼻数据的主成分回归和偏最小二乘回归模型的相关系数（r）均大于0.99, 但校正均方根误差（RMSEC）和预测均方根误差（RMSEP）较大。 近红外光谱和电子鼻数据融合后, 模型质量得到提高, 建立的偏最小二乘模型r为0.999 2, RMSEC和RMSEP分别降低为0.206%和0.205%(v/v), 定量精度较高。 近红外光谱和电子鼻均适用于红酒发酵过程中对酒精度的定量分析, 且二者结合应用能提高定量精度。

研究了不同放置方位对近红外光谱检测脐橙可溶性固形物（soluble solids content, SSC）结果的影响。 按照脐橙果梗、 窝底与入射光线所成角度的不同, 分成垂直（90°）、 平行（0°）和任意（不包含0°和90°）三种放置方位, 并采用USB4000微型光纤光谱仪在465～1 150 nm范围内以半透射方式分别采集三种放置方位的脐橙光谱。 脐橙样品数为336个, 其中228个样本作为校正集, 其余108个样本作为预测集。 应用偏最小二乘回归并结合不同的预处理方法建立不同方位下的脐橙SSC预测模型, 结果表明果梗、 窝底与光源所成角度为垂直时脐橙SSC预测模型性能较优, 其最好的模型相关系数rc=0.93, RMSEC=0.37%, rp=0.88, RMSEP=0.49%。

利用傅里叶变换红外光谱技术研究了7个不同甜橙树苗春梢叶片样品的红外光谱特征, 结果表明, 7个甜橙品种叶片样品的傅里叶变换红外光谱主要由纤维素和多糖的吸收带组成, 其特征吸收峰频率位置基本一致, 但在峰形、 峰相对吸收强度上存在一定差异, 尤其在1 500~700 cm-1范围内的差异较为明显。 通过对1 500~700 cm-1范围内的二阶导数光谱进行系统聚类分析, 结果显示系统聚类分析能把不同甜橙品种按亲缘关系远近进行聚类, 实现对甜橙品种的快速鉴别与分类。 因此, 利用傅里叶变换红外光谱技术结合系统聚类分析对柑橘品种快速鉴别与分类具有一定的可行性, 可作为甜橙苗早期品种鉴别的一种扩展手段。

水分是煤质经济价值的基本指标, 会造成煤质利用率下降和能源浪费。 因此, 近红外光谱法实现煤质水分快速、 无损、 低成本检测具有重要意义。 针对目前近红外煤质水分检测精度普遍在1%, 且鲜有关于精度提高系统性研究的现状, 从光谱预处理及波长选择进行比较, 提出了提高煤质水分检测精度的可行性方法。 实验结果表明, 采用小波分解重建算法对1 300～2 400 nm光谱区间进行降噪及去基线预处理, 对重建光谱进行偏最小二乘建模, 其建模结果明显优于其他方法, RMSEC达到0.06%, RMSEP达到0.27%, 相关性系数R-square达到0.995, 且证明模型稳定性较好, 显著提高了近红外煤质水分的检测精度。

以红塔集团2007年—2010年在云南省玉溪烤烟产区内采集的主要工业分级烟叶样品为试验对象, 其品种为红大, 包括不同部位及色组的主要工业分级, 共计近红外光谱5 730条; 应用光谱特征投影及相关分析方法对不同年度的主要分级烟叶近红外光谱的分析结果表明: 相同年度下, 将各类型工业分级样品随机按2∶1划分为分析集与验证集后, 其分析集与验证集特征投影均值的相关系数达0.98以上, 具有较好的一致性; 不同年度间, 其工业分级样品光谱特征投影均值的相关系数在0.97以上, 其中年度一致性最高的是2008年和2009年, 较低的是2007年和2010年。 同时, 应用一种相似度计算方法得到了各工业分级样品光谱之间的相似度值, 该相似度值以及不同年度之间的一致性系数, 可为烟叶的模块配方组合或替代等提供量化的参考数据。

应用可见/短波近红外光谱(Vis/SW-NIRS)测量土壤速效氮（N）和速效钾（K）含量。 光谱预处理包括标准正态变换（SNV）, 多元散射校正（MSC）和Savitzky Golay平滑结合一阶导数, 以消除系统噪声和外部干扰, 分别应用偏最小二乘（PLS）和最小二乘支持向量机（LS-SVM）方法建立校正模型。 最小二乘支持向量机（LS-SVM）输入分别包括主成分分析得到的主成分(PCs)和PLSR建模得到的潜在变量(LVs)和由PLSR模型回归系数得到有效波长（EWs）。 结果表明, 三种输入的LS-SVM模型都优于PLS模型, 其中EWs-LS-SVM模型最佳, 速效氮（N）的相关系数（R2）和预测均方误差RMSEP分别0.82和17.2, 速效钾（K）为0.72和15.0。 结果表明, 利用可见光和短波近红外光谱（Vis/ SW-近红外光谱）（325～1 075 nm）的LS-SVM的结合, 可以作为一个精确的土壤理化性质的测定方法。

传统的Klett和Fernald反演气溶胶法依赖于消光系数和后向散射系数的假设关系, 给反演结果带来误差。 根据纯转动拉曼后向散射系数仅是大气温度和压强的函数, 设计的Raman-Mie方法用米散射和纯转动拉曼回波信号结合探空温度和大气压强共同反演气溶胶后向散射系数。 不仅消除了Klett和Fernald方法引入假设带来的误差, 还可避免因几何因子修正带来的影响。 最后将该方法用于实验室自行研制的拉曼-米散射激光雷达, 反演出了大气气溶胶后向散射系数廓线, 实验结果与Klett(Fernald)方法分别进行了比较。

采用电子束及真空热蒸发的方式镀制了氧化钨薄膜及掺杂的氧化钨的复合共生薄膜。 运用拉曼光谱以及电化学工作站等测试手段分析了氧化钨复合共生薄膜的结构及电致变色性能。 通过对拉曼光谱曲线的解叠分峰处理发现, 源于晶相的810 cm-1拉曼峰的相对强度变化与样品的致色效率存在负相关, 即拉曼峰相对强度越小, 样品的致色效率越高。

采用显微共聚焦拉曼光谱对三种二元水溶液(乙腈/水、 二甲基亚砜（DMSO）/水和丙酮/水)进行测量, 得到含有氢键作用的水溶液体系拉曼频移和线宽随浓度的变化规律。 应用混合模型和相互作用体系的线宽经验公式对实验结果进行了分析。 结果表明, 含有氢键作用的水溶液体系中, 氢键作用越强线宽越大,并且线宽随单位浓度变化率大; 同种氢键体系中, 线宽不仅受浓度浮动的影响, 氢键作用也是一个重要的影响因素, 定量分析证明线宽与浓度、 氢键作用关系很好地符合Ojha等提出的线宽公式。

利用太赫兹时域光谱技术, 在77～295 K之间, 分别测量了两种异黄酮(金雀异黄酮和鹰嘴豆芽素A)、 两种瘦肉精(盐酸克伦特罗和沙丁胺醇)和两种人参皂苷(Rg2和Rg3)等三类药物生物分子随温度变化的低频振动光谱, 发现结构和功能相似的同类样品在室温环境下的太赫兹光谱均存在明显的不同。 当温度从295 K冷却到77 K, 测量样品的特征峰增加, 鹰嘴豆芽素A可以观察到13个高分辨的特征吸收峰; 并伴随线宽变窄, 可以为1.9×10-5 mol用量的人参皂苷20-(R)-Rg3提供较准确的吸收峰。 得到的高分辨太赫兹指纹谱为快速、 无损鉴定该类药物生物分子提供一种可靠的新方法。

采用大模面积双包层掺镱光纤作为增益介质搭建了一台双程前向超荧光光纤光源, 该光源的输出功率随泵浦源注入电流的增加基本呈线性增加, 最大输出功率为341 mW。 其独特的优势是现实了掺镱光纤最宽的超荧光输出, 在输出功率从201～341 mW之间, 超荧光光谱的3 dB带宽超过80 nm。 其输出功率虽然不是很高, 但是在一般情况下能够满足人们对超荧光的需求。 从镱离子的能级结构和镱离子在石英基质中的吸收截面与发射截面出发, 分析了能够得到最宽超荧光输出的物理原因。 这台双包层掺镱超荧光光纤光源由于充分利用了镱离子在1 025和1 075 nm附近的超荧光辐射, 因而能够得到3 dB带宽为80 nm的超荧光输出。

在三维荧光光谱（EEM）测定中, 由仪器直接记录的光谱（称为未校正光谱）由于受荧光光度计光源灯或探测器等波长特性的影响, 并不是荧光物质本身的真实光谱, 研究了光谱校正对腐殖酸和色氨酸EEM光谱特征以及传统寻峰法和新兴FRI分析法结果的影响, 结果表明: 校正后, Ex/Em=220～450/250～500 nm范围内荧光强度降低, Em<250 nm范围内荧光强度增大, 腐殖酸荧光峰明显“蓝移”。 基于寻峰法的荧光指数（FI）和腐殖化指数（HIX）明显减小, 自生源指数（BIX）略增; 基于FRI分析法的反映各区域标准体积百分比PⅠ, n, PⅡ, n和PⅢ, n明显上升, 而PⅣ, n和PⅤ, n显著下降。 因此, 进行光谱校正是获得真实光谱谱图及光谱特征不可或缺的一部分。

采用高温固相法合成了暖白光LED用Sr3B2O6∶Eu2+黄色荧光粉, 系统地研究了灼烧温度和保温时间对荧光粉的结构和发光性能的影响。结果表明, 荧光粉的最佳合成温度和保温时间分别为1 150 ℃和2 h, 荧光粉的晶体结构为三角晶系Sr3B2O6, 烧结温度和保温时间对晶粒的发育具有重要的影响。荧光粉的激发光谱是主峰位于398 nm宽带谱, 近紫外和蓝光均能激发, 发射光谱是峰值位于574 nm的宽带谱, 烧结温度和保温时间主要影响荧光粉的发光强度。

三维荧光光谱技术是新型高效的化学分析方法, 在水环境领域的应用日益广泛, 但存在水溶液中污染物的荧光信息缺乏的瓶颈。 以有毒污染物丁基萘磺酸钠为例研究了其水溶液的三维荧光特征。 结果表明, 该溶液存在4个荧光峰, 分别位于激发波长/发射波长为230/340, 280/340, 225/650和280/650 nm处。 除225/650 nm处之外其余三个荧光峰的荧光强度均随着浓度增加而增大; 而225/650 nm处的荧光强度在浓度低于0.5 mg·L-1时, 随着浓度增加而增大, 大于0.5 mg·L-1时则随着浓度增加而减小。 pH对荧光峰的位置影响不明显, 但会改变峰强度。 pH为2～10时荧光特征比较稳定。 荧光法直接测定水环境中丁基萘磺酸钠是可行的。 测量可以采用280/340 nm作为测量波长, 线性浓度范围为0～0.033 3 mg·L-1。 这种简便快速的方法不需要进行复杂的样品前处理, 结果可靠。

为了快速测定鸭肉中西维因残留含量, 提出应用同步荧光光谱法检测鸭肉中西维因残留含量, 同时运用遗传算法-支持向量回归(GA-SVR)建立了鸭肉中西维因残留含量的回归预测模型。 首先, 通过荧光分光光度计分别采集了西维因水解物和含有西维因的鸭肉的三维同步荧光光谱图, 经过分析确定了最佳波长差Δλ都为140 nm; 其次, 分析了鸭肉中西维因的浓度猝灭现象; 最后采用GA进行同步荧光光谱的优化和选择, 根据交互验证均方根误差(RMSECV)选择出了21个特征波长, 并分别用全波长和21个特征波长作为SVR回归预测模型的输入特征变量, 发现通过GA选择的特征波长可以得到更好的预测效果, 并且其预测集的相关系数(R2)达到0.976 4, 均方根误差(RMSECP)为12.232 2。 试验结果表明利用同步荧光技术结合GA-SVR方法能有效、 快速的检测鸭肉中西维因残留含量。

以脉冲染料激光器579 nm激光为激发源, 采用双光子激光诱导色散荧光光谱方法, 对SO2分子第一激发带A对称电子态的激发及复杂退激发过程进行了实验研究。 基态SO2分子吸收两个579 nm光子被激发至A1A2态, 通过能量内转换或碰撞弛豫实现在A1A2, B1B1与a3B1态多个振转能级的再布居。 三个电子态基振动能级向基态X1A1不同振动能级跃迁形成了305和425 nm处荧光包络与以347 nm为中心的规则序列。 另外, 还观测到了SO2分子的三光子激发过程X1A1→C1B2, 此激发产生了200~278 nm处的荧光包络和425 nm处的谱线叠加现象。 由实验数据计算出了SO2分子有关电子态的对称振动和弯曲振动模式的基振动角频率及非谐性常数。

应用多种荧光光谱追踪了高铁酸钾对荧蒽的降解过程, 包括发射, 同步, 三维(EEM), 时间扫描及光度定量所提供丰富的关于整个降解反应的信息, 探讨了高铁酸钾对荧蒽分子的降解特性及其随时间变化规律; 分别对该降解过程中的不同时段(20, 40, 70 s)的时间扫描荧光曲线进行拟合, 并由此推测了高铁酸钾降解荧蒽的动力学特征。 结果显示, 相同的反应时段, 各荧光光谱反映的高铁酸钾对荧蒽分子的降解率非常接近: t=10 s约55%; t=25 s约81%; t=40 s约91%。 各时段的降解过程中均未出现新的荧光特性; t≤20 s, 为该降解反应的决定性阶段, 此阶段的降解过程最为接近线性关系; t>20 s, 降解过程偏离线性关系越来越远。 整个降解过程可以近似地用一级反应动力学规律描述。

利用定量颗粒荧光（QGF和QGF-E）技术研究了古油层和残余油层的定量颗粒荧光响应。 结果表明, 古油层与现今油层具有很强的QGF荧光响应, 利用QGF荧光响应识别出TZ421井存在100 m古油层, 表明早期油气充注规模大, 但后期发生泄漏, 导致油水界面上升到现今的3 620 m。 利用QGF-E荧光响应识别出60m残余油层, 说明发生多期古油层泄漏, 第一期泄漏使油水界面上升到残余油水界面（3 680 m）, 第二期泄漏发生在近期, 形成现今油水界面。 现今凝析气层中的强QGF荧光响应表明凝析气顶形成于最后一期天然气充注。

研究了小分子材料苝(EPPTC)在高分子材料聚芴衍生物(F8BT)薄膜中的结晶特性随温度的变化规律, 以及由此引起的两种材料构成的异质结中激发复合体荧光发射特性的变化。 实验结果表明, 退火温度的升高会加强小分子与高分子材料在固体薄膜中的相分离。 而小分子相在析出过程中, 会在分子间作用力诱导下发生π—π团聚而结晶。 晶体的尺度在达到小分子材料相变温度之前基本上随温度升高而增大。 这一过程将破坏异质结结构, 减小小分子与高分子间的接触面积, 从而降低激发复合体的形成及其荧光发射强度。 同时, 由高分子向小分子发生的能量转移过程被显著减弱, 而小分子晶相的荧光发射成分提高。 这对于调控有机半导体异质结结构, 进而改善光伏器件性能具有重要意义。

海冰折射系数是一个重要的地球物理参数。 利用Hong Approximation（HA）算法和星载辐射计AMSR-E数据, 基于不同微波频段（6.9, 10.7, 23, 37, 89 GHz）实现北极地区不同季节海冰折射系数反演。 首先对反演所用关键数据海冰密集度反演算法的系点进行优化, 反演结果与验证数据平均偏差分别为3.00%和-0.50%, 低于其它常用算法。 结果表明: 冬季一年冰和夏季海冰的折射系数反演结果在所有微波频段的平均值范围为（1.78~1.75）和（1.72~1.70）, 与前人研究结果基本一致, 但冬季多年冰在较高频率的折射系数与前人结果偏差较大, 高于10.7 GHz的微波频段不能用于冬季多年冰折射系数的提取; 综合利用不同波段海冰折射系数反演结果能够有效识别沿岸冰间湖（比如冬季6.9 GHz）, 区分多年冰与一年冰（冬季89 GHz）, 并能确定多夏季海冰边缘融化范围（夏季6.9 GHz）。

以柠檬酸银为导电金属前驱体化合物, 仲丁胺为络合剂, 并添加乙醇调节粘度和表面张力等物性参数, 制备了无颗粒型银导电墨水。 该导电墨水可以采用凹版印刷方式印刷在PET片基上, 并且在较低的热处理温度下即可获得导电性较好的银导电膜。 利用X射线光电子能谱仪、 同步热分析仪、 红外光谱仪、 X射线衍射仪、 扫描电子显微镜和四探针测试仪对柠檬酸银、 导电墨水以及银导电膜进行表征。 结果表明导电墨水在132 ℃时残留质量即达到恒重, 远低于柠檬酸银的210 ℃; 经150 ℃热处理之后, 银导电膜由均匀致密、 纯度高的纳米银颗粒组成; 经150 ℃热处理50 min后得到的银导电膜的方块电阻值为1.83 Ω·□-1。

利用高光谱成像系统获得网纹类哈密瓜糖度漫反射光谱信息, 选择有效波段500～820 nm进行哈密瓜糖度检测建模回归分析。 对比了多元散射信号修正和标准正则变换校正方法, 原始光谱、 一阶微分、 二阶微分光谱预处理方法对建模精度的影响; 采用偏最小二乘法、 逐步多元线性回归和主成分回归方法对比分析了带皮哈密瓜和去皮哈密瓜糖度检测模型效果。 结果表明, 对原始光谱经过MSC和一阶微分光谱处理后, 采用PLS和SMLR方法均可取得很好的建模效果, 应用PLS法检测带皮哈密瓜糖度是可行的, 其校正集相关系数（Rc）为0.861, RMSEC为0.627, 预测集相关系数（Rp）为0.706, RMSEP为0.873; 应用SMLR法检测去皮哈密瓜糖度效果最佳, 校正集相关系数(Rc)为0.928, RMSEC为0.458, 预测集相关系数(Rp)为0.818, RMSEP为0.727。 研究表明, 应用高光谱成像技术检测哈密瓜糖度具有可行性。

为实现血液成分无创检测, 针对动态光谱（dynamic spectrum, DS）时域单拍提取法存在的不足, 提出时域差值提取法, 即顺序提取各波长对数光电脉搏波上相距理想差值间隔的两对应采样点的绝对差值构成差值DS, 利用统计方法优选若干有效差值DS进行叠加平均获取最终DS输出。 对48例志愿者的实验数据分别利用差值提取法和单拍提取法进行DS提取, 结果表明: 差值提取法提取DS的去噪效果略优于单拍提取法; 对单一个体可获取有效DS的平均个数由48个改善为130个, 有效DS间均方误差的平均值由0.39改善为0.006, 运算速度提升了近20倍。 新方法显著提高了DS提取的质量。

尝试应用灰色关联分析方法（GRA）分析典型的水分植被指数（WVI）和水分含量(LWC)间的关联度, 然后选择对冬小麦叶片水含量敏感的指数, 比较SRM-PLS（逐步回归-偏最小二乘）方法和PLS方法估算LWC的精度。 首先, 对冬小麦WVI与LWC进行灰色关联分析, 筛选出对冬小麦LWC敏感的WVI; 其次, 利用筛选出的敏感WVI, 分别用PLS-SRM方法和PLS两种方式估算冬小麦LWC; 然后对两种方式进行比较, 选择最高决定系数（R2）和最小均方根误差（RMSE）的LWC估算模型来估算冬小麦LWC。 结果表明: 在整个生育期用PLS和PLS-SRM方法估算LWC, R2和RMSE分别为0.605和0.575, 4.75%和7.35%。 研究表明: 先使用GRA对WVI和LWC进行关联度分析, 再用PLS或PLS-SRM方法可以提高冬小麦的LWC估算精度。

采用开放光程可调谐二极管激光吸收光谱技术和反向拉格朗日随机扩散模型, 通过田间试验, 开展基于高时间分辨率数据的农田氨挥发研究, 旨在为揭示农田氨挥发的动态变化规律提供新技术新方法。 结果表明, TDLAS-bLS法能有效监测农田氨挥发动态, 尤其是日内变化规律。 豫北平原潮土农田夏玉米追肥后日内氨挥发有两个挥发峰值, 分别在9:00和14:00左右, 第一个高峰是由于夜晚溶解在露水中的氨气随露水蒸发而再次挥发, 第二个高峰受地温和光照影响所致。 追肥后氨挥发速率迅速升高, 但挥发高峰期持续时间较短, 集中于前四天, 整个监测期内氨挥发损失约25.3%。 TDLAS-bLS法与通气法相比, 测定结果有一定差异。

在X荧光能谱测量及分析过程中, 通过建立探测器响应函数, 可以实现对X荧光能谱中的全能峰峰形描述, 有助于提高X荧光能谱分析速度、 准确度和自动化程度。 在X荧光能谱测量中, 针对半导体探测器建立响应函数模型的理论与建模技术, 文中对三种典型探测器响应函数建模方法, 以及全能峰标准差、 法诺因子等关键参数的求取进行了论述, 并对已有研究进行了总结和比较。 最后, 对X荧光能谱测量中探测器响应函数建模方法给出了建议。

针对X射线荧光光谱（XRF）法不确定度计算和测定地质样品中硫的准确度、 精密度与可靠性不高的难点, 研究了提高土壤中硫分析准确度的途径, 建立了土壤中S的XRF分析方法, 完善了偏振能量色散XRF测定土壤中主、 次、 痕量元素的方法, 利用不确定度评价、 证实了所见方法的有效性和可靠性。 测定、 获得了研究区土壤元素剖面, 通过对短期植被更替土壤剖面的土壤有机碳含量(TOC)、 有机碳稳定碳同位素((13C)特征及其与元素垂直分布的关系研究, 发现土壤中元素含量与有机碳含量和有机碳稳定碳同位素存在显著相关性。

以不同变形量对预先经过热轧和再结晶退火的DC AA 5052直接冷却铸造铝合金板进行冷轧制后, 采用X射线衍射和专用软件测试、 计算并分析表层、 1/4厚度层、 中心层的织构极图和ODF图及有关数据, 研究板厚度方向轧制织构的变化情况, 以为改进轧制工艺、 获得板厚度方向的织构织及性能均匀性提供依据。 各变形量的试样之表层向1/4层、 中心层方向, 存在β织构逐渐增强的梯度; 变形量逐渐增大到90%的过程中, 沿板厚度方向β织构强度的变化梯度逐渐降低、 体积分数逐步增大、 强度逐渐增大并达到各层基本接近。

采用水热法合成单斜相纺锤形纳米二氧化锆（ZrO2）, 建立单斜相纺锤形纳米ZrO2富集分离电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）测定水中痕量Ba(Ⅱ)的方法。 对Ba(Ⅱ)的检出限为0.007 ng·mL-1, 相对标准偏差为0.13%（n=11）; 系统的研究纳米ZrO2对Ba(Ⅱ)的最佳富集分离条件, 在pH 10.0时, 纳米ZrO2对Ba(Ⅱ)的吸附率可达99%以上, 以2 mL 0.5 mol·L-1的HCl为洗脱剂, 可定量洗脱纳米ZrO2上吸附的Ba(Ⅱ), 洗脱率达98%以上; 考察了纳米ZrO2对Ba(Ⅱ)的静态吸附容量为196.6 μg·g-1、 富集倍数可达250倍; 通过再生实验、 共存离子的影响以及与普通ZrO2的对比实验探讨了纳米ZrO2的性能, 并将纳米ZrO2的富集分离性能应用于实际样品中Ba(Ⅱ)的分析, 使用ICP-MS进行测定, 结果满意。

采用电感耦合等离子体发射光谱（ICP-OES）分析技术测定黄芩不同物候期（休眠期、 展叶期、 花期、 果实期和枯黄期）不同器官（根、 茎、 叶、 花果）中四种常见营养元素（Ca, Mg, P, K）的含量, 以探索随物候期的变化, 营养元素在不同器官中的配置规律。 结果发现, Ca, Mg, K元素在黄芩叶片的营养生长期的投资相对量较大, 主要用于促进叶片的光合作用, 合成大量的碳水化合物; P和K元素在生殖生长期生殖器官的投资比例明显高于营养器官, 有利于下一代的繁衍; 根中Ca, Mg, K元素的配置比例在枯黄期略有回升, 以增强黄芩耐寒过冬的能力。 本研究结果为黄芩种植的合理施肥提供实验数据。

采用电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）同时测定了陶瓷食品包装容器中的重金属元素铅、 镉、 铬、 钴、 镍、 锌、 锑, 并对影响测量的各因素进行了详细的研究。 该方法的检出限为0.002～0.18 μg·L-1, 加标回收率为95.8%～104.4%, 相对标准偏差为1.1%～3.3%。 该方法快速、 简便、 具有较好的准确度和精密度, 对进出品陶瓷制品的日常检验提供了依据。

讨论实验性动脉粥样硬化兔肝脏组织中Zn, Fe, Cu, Mn, Cr, Pb和Cd含量的变化。 采用高脂饮食复制兔动脉粥样硬化模型, 获取肝脏, 用HNO3-H2O2混合液微波消解样品, 采用原子吸收光谱法测定肝脏组织中Zn, Fe, Cu, Mn, Cr, Pb和Cd的含量。 正常组肝脏组织Zn, Fe, Cu, Mn, Cr, Pb和Cd含量分别为137.6, 362.3 14.39, 9.599 mg·kg-1和159.3, 355.0, 290.0 μg·kg-1, 高脂组肝脏组织Zn, Fe, Cu, Mn, Cr, Pb和Cd含量分别为86.09, 277.1, 11.07, 5.366 mg·kg-1和115.2, 286.0, 210.5 μg·kg-1。 高脂兔肝脏Zn, Fe, Cu, Mn, Cr, Pb和Cd含量降低, 可能与食物摄取和脂蛋白代谢异常有关。

一种具有高稳定性和高敏感度的紧凑型仪器, 能精确、 实时、 实地连续测量和显示环境空气中的痕量甲烷(CH4)浓度。 仪器采用了已集成热电制冷器激射波长为7.5μm的法布里-珀罗量子级联激光器(QCL)在室温脉冲工作模式下的最新技术, 以覆盖CH4位于ν4附近基频特征吸收谱带。 同时, 采用高品质液氮制冷碲镉汞中红外探测器, 配合全反射镀金椭球反射镜一同使用, 在20 cm单路径开放式光路吸收气室环境下, 确保被测甲烷气体浓度为200 μmol·mol-1的实验条件下保持稳定度高达5.2×10-3。 此仪器所集成的软件算法通过时间鉴别电子技术实现对QCL控制, 能够在无需校准的情况下, 提供连续痕量甲烷气体检测。 实验表明, 仪器可以用于环境监测中的实地痕量气体测量, 并且操作人员可以通过替换在不同波长下运行的QCL来测量其他气体。

提出了一种新型的基于可编程MEMS(micro-electro-mechanical systems)微镜的微型傅里叶变换红外光谱仪。 该光谱仪采用可编程MEMS微镜和倾斜反射镜替代了传统傅里叶变换光谱仪的动镜系统。 理论分析了该光谱仪的工作原理, 并进行了计算机仿真, 验证了该方法的可行性。 结果表明, 该光谱系统能够准确地还原光谱信息, 其光谱分辨率在近红外区域小于5 nm, 波长准确性约1 nm, 系统理论上的信号采集周期约50 ms。 适合于利用阿达玛变换提高信噪比, 可应用于微量物质检测。

提出一种基于快速层次交替最小二乘非负张量Tucker分解的高光谱图像光谱信息压缩算法。 首先, 将干涉高光谱图像光程差方向的三维信息采用三维光程差方向提升小波变换（3D OPT-LDWT）进行分解, 将三维小波子带系数看作三阶非负张量, 采用快速层次交替最小二乘非负张量Tucker分解（FHALS-NTD）算法对进行分解, 得到核心张量和模式矩阵。 对每个模式矩阵进行量化, 对核心张量采用比特平面重要系数编码算法进行编码, 得出最终的压缩码流。 结果表明, 此压缩算法可以稳定可靠地工作。 与传统压缩算法比较, 平均信噪比提高了1.23 dB。 有效的提高了干涉高光谱图像压缩性能。

将分子成像技术和高光谱技术相结合, 研制了基于AOTF(Acousto-optic Tunable Filters)的分子高光谱成像系统。 系统由显微镜、 分光仪、 CCD镜头、 图像数据采集卡和计算机等几部分组成。 在综合考虑各功能部件的性能及相互的制约关系的基础上, 分析了系统的性能指标, 系统的光谱范围从550～1 000 nm, 可采集200个波段, 空间分辨率可达0.061 5 μm, 光谱分辨率可达2 nm, 当CCD工作在积分模式下采集速度可达到2.612 5 s·B-1, 当CCD工作在非积分模式下可达到约0.11 μs·B-1。 由于受系统光源和光路中透镜及传感器性能的影响, 采集到的图像数据需要进行预处理, 文中提出一种空间维和光谱维联合校正的灰度校正系数算法, 并给出算法的具体实现。 以白血病的血液作样本, 通过对比校正前后的单波段图像、 伪彩色图像和光谱曲线, 说明校正算法的有效性, 为后续的光谱图像数据分析提供了有效的数据。