激光诱导击穿光谱作为表面分析工具是近十年发展起来的， 对表面分析基础理论、 仪器装置及其在材料科学领域中的应用进行详细的综述。 重点阐述了激光诱导击穿光谱在国内外冶金、 半导体、 电子等材料科学领域中的元素分布分析及镀层分析应用进展， 指出激光束单个脉冲能量、 环境气体及气压、 激光束能量分布等参数对分辨率的影响， 同时指出在兼顾灵敏度的前提下提高分辨率的途径。 与传统经典表面分析工具相比较具有扫描面积大、 分析速度快及样品导电与否均可分析等优点， 成为传统表面分析工具的有力补充。

短弧氙灯作为标准光源得到了广泛的应用， 但是空间光谱分布的不均匀性限制了其进一步的发展。 通过对短弧氙灯轴向光谱分布的测量， 电弧温度分布的计算， 初步得到温度与电流密度的关系， 认为可以通过控制弧电流密度改善氙灯光谱辐照度分布。

为实现对动态范围达120 dB的日盲紫外增强型电荷耦合器件(SBUV-ICCD)的辐照度定标， 设计并实现了超大动态范围日盲紫外辐照度光源。 首先估算出SBUV-ICCD的辐照度定标所需的动态范围， 其次采用氘灯、 积分球、 高精度光阑及平直光轨等， 基于辐照度距离平方反比定律实现了光谱结构不变， 而辐照度在极大动态范围内连续变化的光源， 并对其进行了动态范围及稳定性测试。 结果表明， 该光源实际覆盖辐照度0.278～2.8×10-7 μW·cm-2， 稳定性为0.93%/3 h， 能够满足SBUV-ICCD定标的需要， 且可复用于紫外探测器面均匀性测试、 成像系统辐亮度定标等。

光电成像器件在实现夜间光辐射探测时， 由于其探测环境的光谱特性与标准光源完全不同， 势必在成像特性分析上， 由于光谱匹配带来较大误差。 采用便携式CCD光纤光谱仪对晴朗月空、 晴朗星空进行夜晚天光的光谱辐射特性测量， 并进行光谱分析从而为正确评价光电成像器件的成像特性提供参考。

地面成像光谱系统不仅可以作为航空航天成像光谱系统的重要补充， 而且能够在更为微观的尺度上满足多元化应用需求， 弥补大尺度远距离遥感难以发挥作用的领域， 诸如可以实现对植物群体、 单个植株、 器官的精细探测， 对农作物个体植的生长或者诊断检测， 适合在农业等领域的基于位置信息的精准管理。 采用自行设计的新型地面成像光谱系统FISS， 获取了喀斯特地区四种植物叶片在离体水分散失过程中的高分辨率成像光谱序列数据， 展示了叶片“红边蓝移”现象的高分辨率时空变化信息， 探测了PRI指数变化趋势以及与荧光参数量子产量的对比验证， 结果表明本系统具有较高的光谱辐射性能， 可用于小尺度近地面植物群落和个体研究， 具有广阔的应用前景和潜力。

盐卤是铷(Rb)的主要资源之一， 针对盐卤中Rb的分析存在基体效应的问题， 研究了石墨炉中盐卤氯化物(NaCl， CaCl2， KCl和MgCl2)的基体效应对Rb的前向简并四波混频(Forward phase-matching degenerate four-wave mixing， FDFWM)信号的影响特性。 通过研究FDFWM信号随Rb浓度、 盐卤氯化物浓度的变化特性， 发现FDFWM信号随着Rb样品浓度的增大， 先增大后减少， 在80 ng·mL-1时， 达到最大； 在Rb的浓度较低时， 盐卤氯化物对FDFWM信号存在明显抑制作用； 在Rb浓度较高时， 盐卤氯化物对信号先增强后抑制， 当其浓度约为Rb浓度的10倍时， 信号达到最大。 根据石墨炉中Cl离子的气相干扰和Rb原子的电离两方面对实验结果进行了很好的解释。 本研究结果对使用FDFWM方法在盐卤中提取和分析Rb有重要的意义。

采用太赫兹反射式时域光谱系统， 测量了包括正己烷、 液状石蜡、 无水酒精和水在内的四种有机溶剂的反射式时域光谱， 并根据实验模型设计了两种计算方法提取液体样品的光学参数。 此外， 还将反射算法得到的样品光学参数与透射算法的结果进行比较， 验证了反射式系统对应算法结果的正确性， 解决了透射系统无法准确测量和提取对太赫兹吸收很强的样品的光学参数的难题。

用500和800　℃， 在氧气下， 对掺Bi钨酸镉晶体进行热退火处理， 测定了处理后晶体的吸收光谱与发射光谱。 随退火处理温度的升高晶体的吸收强度降低， 吸收边带发生蓝移。 在373与980 nm的光激发下， 分别观察到发光中心为528 nm的CdWO4晶体本征发光与发光中心为1 078 nm的Bi5+发光。 晶体样品通过高温氧气处理， 发光中心为528　nm的荧光带强度增强， 但发光中心为1 078 nm的荧光带强度变弱。 这可能是由于氧退火使Bi5+转化成Bi3+所致。 经退火处理后， 晶体的颜色逐渐变浅， 透光率明显提高， 这是由于晶体中氧空位减少所致。 经γ射线辐照处理后， 528 nm处的发光增强， 而1　078 nm处的发光减弱， 这可能是由于γ射线辐照后导致Bi5+变成Bi3+。

利用两个半球形水电极介质阻挡放电装置， 在空气中实现了弥散放电， 采用发射光谱法， 对分子振动温度、 分子转动温度及电子平均能量等随电压的变化进行了研究。 实验利用氮分子第二正带系(Ｃ　３Πｕ→Ｂ　３Πｇ)的发射谱线得到了氮分子的振动温度； 通过氮分子离子(N＋２)的第一负带系(Ｂ　２Σ＋ｕ→Ｘ　２Σ＋ｇ)的发射谱线计算了氮分子的转动温度； 采集了氮分子离子391.4 nm和激发态的氮分子337.1 nm两条发射谱线的相对强度之比， 研究了电子的平均能量的变化。 结果表明： 随外加电压的增加， 分子的转动温度呈上升趋势,分子的振动温度呈下降趋势, 电子能量呈缓慢的下降趋势。

在常压空气中， 利用OES技术检测到负直流电晕放电等离子中激发态N原子发射光谱， 并利用相对谱峰强度最大的674.5 nm N原子激发跃迁谱线研究了相关空气参数和电参数对其相对密度的影响。 结果表明， 电离区内N原子相对密度随注入功率的升高呈增加趋势； 随电极间距和相对湿度的增加， 其相对密度逐渐减小； 随N2流量增加， 其相对密度呈先增加再减小趋势。 在实验条件下， 当针尖轴向距离r=1 mm时， N原子相对密度出现最大值。

在氩气/空气的混合气体介质阻挡放电中， 首次在高温条件下观察到亮点和暗点共存的放电， 比较了中心亮点及四周暗点放电的谱线频移， 并测量了它们的振动温度。 实验采用氩原子ArⅠ(2P2→1S5)的发射谱线测量谱线频移， 采用氮分子第二正带系(C3Πu→B3Πg)的发射谱线测量振动温度。 结果表明： 中心亮点放电中的ArⅠ(2P2→1S5)谱线的频移大于四周的暗点放电谱线的频移， 表明前者电子密度较高； 四周的暗点的放电振动温度高于中心亮点放电的振动温度。

分别对五磷酸盐非晶材料(ErP5O14)在979.3, 803.8， 521.8， 450.0, 405.5和378.5 nm等光激发下所有能级的动力学过程在改进能量传递理论前后进行了数值模拟比较。 结果发现， 应用改进后的能量传递速率进行计算模拟的结果才是合理的， 其中在521.8， 450.0和378.5 nm光激发ErP5O14非晶时， 4I13/2→4I15/2和4I11/2→4I15/2跃迁的相对荧光强度的比值分别是979.3 nm光激发的2.11倍， 2.82倍和2.99倍， 均存在有效的4I13/2→4I15/2跃迁的红外量子剪裁效应。 该研究对于提高锗太阳能电池的转换效率具有潜在的应用前景。

对天然芒硝和GdF3, EuF3的混合粉末, 先用马弗炉在空气中1　000　℃下加热30　min, 后用微波750　℃下加热10　min, 制备了Na2SO4∶Eu, Gd、Na2Gd2(SO4)4∶Eu等系列荧光粉。 研究了天然无水芒硝与铕浓度不变的情况下钆浓度的变化对发光性能的影响。 结果表明:　掺入Gd3+对样品的发光有增强作用。 随着Gd3+浓度的增加Eu3+的610　nm发光强度变大, 因此Gd3+可能起到能量传递的桥梁作用, 使能量在基质与激活剂离子之间高效传递。 当Gd3+以21　mol%掺入到无水芒硝(Na2SO4∶Eu)晶格中时, 可以达到Eu3+的最强发光强度和最佳的色纯度, 最终出现浓度猝灭现象。

采用傅里叶红外光谱和二维相关分析研究了改性前后胶原在升温(25 ～115　℃)过程中结构的变化。 结果显示， 改性前后胶原的特征吸收峰强度降低， 峰值向低波数移动， 其中酰胺II带的变化最明显， 降低了～10 cm-1， 表明维系胶原三股螺旋结构稳定的氢键被破坏， 结构发生改变。 在1 515 cm-1处自相关峰强度最强， 说明温度对酰胺II带的影响最大。 与未改性胶原相比， 改性胶原的相关程度更弱， 表明改性胶原结构受温度影响要小， 交联提高了胶原的热稳定性； 改性后胶原结构变化的顺序也不一样。 由此可见， 二维红外相关分析法能提供由温度引起的胶原结构动态变化的微观信息， 对进一步研究改性胶原结构和功能之间的关系有一定的意义。

葡萄糖的特异性是实现血糖浓度检测的前提， 也是论证一种血糖检测方法可行性的基础。 二维相关光谱技术以其高分辨率和便捷的时序规则(Noda规则)两大优势被广泛地应用在分子间(内)反应、 物质相变以及物质信息提取等研究领域。 旨在应用二维相关光谱技术验证中红外光谱法无创血糖检测技术的葡萄糖特异性， 首先通过分析各种离体溶液样本的二维相关光谱证明方法的理论可行性， 然后开展了人体手指的中红外ATR光谱采集实验， 参考OGTT方法调节实验过程中人体的血糖水平， 并运用二维相关光谱技术验证所得人体光谱中的葡萄糖特征信息， 从而论证中红外光谱无创血糖检测技术的可行性。

山东蒙阴金刚石多晶可划分为多角刻面状和浑圆状金刚石多晶两大类， 它们的显微红外光谱研究结果表明， 金刚石多晶中的氮含量较低， 介于16.69～72.81 μg·g-1之间， 且同一金刚石多晶的不同金刚石晶粒(或部位)中的氮含量不相同； 刻面状金刚石多晶均为ⅠaAB型， 且A心的浓度大于B心的浓度。 浑圆状金刚石多晶也多为ⅠaAB型， 但具有更高浓度的B心， 且存在少数同时包含单替代氮、 A心和B心的浑圆状金刚石多晶； 金刚石多晶不是在金刚石颗粒的成核阶段所形成的， 而是在金刚石长大期间或金刚石颗粒形成后的某个特殊条件下聚集而成； 山东蒙阴金刚石多晶可能形成于氮浓度较低的较深部地幔。 同时， 多角刻面状金刚石多晶的形成时间稍晚于金刚石单晶体， 浑圆状金刚石多晶的形成时间明显早于金刚石单晶体。

采用傅里叶变换红外吸收光谱(FTIR)方法分析醋酸酯淀粉包膜尿素及与生化抑制剂结合的四种肥料在棕壤中膜降解特征， 为包膜尿素肥料的应用提供科学依据。 分析表明， 膜化学成分， 分子结构和膜组成没有因加入不同的抑制剂而改变。 膜特征峰主要是H-O， —OH， CO2， CO， —CH2， —CH3， C—O， C—O—H， C—O—C的不对称、 对称伸缩振动吸收。 在棕壤中， 最高峰吸收强度总趋势0＞15＞30＞60＞90＞120＞150＞310 d， 前15 d降解相对缓慢。 150 d大部分膜物质已降解。 经过310 d， 膜主要官能团或分子结构发生了实质性改变， 不同抑制剂对膜降解速度没有显著影响。 红外吸收光谱完全可以测定与描述醋酸酯淀粉膜降解特征， 并可揭示膜降解速度差异。

将与西瓜成熟度相关的10项指标， 经聚类分析分为完全成熟和不完全成熟两大类， 利用PCADA和PLSDA两种建模方法， 通过近红外光谱分析， 针对小型西瓜京秀果实成熟度进行了定性判定。 其中PCADA模型的效果最好。 赤道部位建模的效果优于瓜顶部位。 两个模型中均有误判， 且存在着共同被误判的样品， 果实样品理化成分和结构的不同都会对光谱信息产生影响， 从而导致误判。 漫透射近红外技术在小型西瓜成熟度检测方面可以获得较好的效果。 但是建立预测模型时应选择合适的光谱采集部位和建模方法。

研究了适合进行玉米群体样品品种真实性鉴定的光谱测量方法。 分别用近红外光谱仪的全波漫反射和短波漫透射测量方法采集8个玉米品种的光谱数据， 对预处理后的数据做偏最小二乘分析(PLS-DA)， 建立8个玉米品种的仿生模式识别模型。 分别统计用两种方法所测数据建立的品种识别模型对本类样品的平均正确识别率和对异类样品的平均正确拒识率， 漫反射方法达到94.5%和96.71%， 漫透射方法达到98.50%和98.00%,　均满足玉米品种初筛所要求的精度， 其中短波漫透射方法建立的模型对测试样本的平均正确识别率和拒识率分别比全波漫反射方法高出4%和1.3%。

利用红外光谱法分析SF6气体及其衍生物是判断气体绝缘组合电器(GIS)运行状态和故障的一种重要手段。 传统的诊断方法过程繁琐、 效率低下， 而且受主观因素的影响较大。 本文指出可以采用机器学习的方法实现GIS设备的故障诊断， 并提出了多尺度加权主成分分析的特征提取方法。 多尺度加权主成分分析结合了主成分分析和多尺度分解的特点， 保证了尺度特征信息的最大化， 并且修正了特征向量在数据分类时的权重。 通过对广西电力研究院提供的SF6及其衍生物的红外光谱进行分析， 证明了多尺度加权主成分分析算法对训练样本的分类效果要比标准的主成分分析算法好3～4倍。

应用小波分析对体外和体内的酒精近红外光谱信号进行去噪分析， 通过体外光谱分析确定酒精吸收峰特征范围， 为体内近红外光谱分析确定有效区间。 软阈值和硬阈值下， 分别采用缺省阈值、 Birge-Massart阈值和最大最小值阈值， 比较酒精光谱去噪， 信噪比(signal noise ratio, SNR)和均方根误差(root mean square error, RMSE)去噪效果。 结果表明： 缺省硬阈值方法对酒精近红外光谱去噪的效果较好； 小波变换可以有效去除酒精近红外光谱的噪声， 提高信噪比， 保留有用真实信号。 在不同的酒精浓度下， 去噪后的近红外光谱能够较好的显示浓度变化规律。 小波分析在近红外光谱法对人体酒精无创检测及定量分析方面有较好的应用前景。

采用近红外光谱直接对四种瓶装醋进行检测， 并与比色皿检测方法获得的谱图进行了比较。 结果发现， 两种检测方法获得的谱图在近红外区域有明显差别， 瓶装醋在1 480和1 900 nm附近无吸收峰， 而在1 660 nm附近有一吸收峰， 明显区别于比色皿检测获得的谱图； 瓶装醋检测获得的吸光度最大值不超过4， 而用比色皿所测值约为6， 说明玻璃包装对其检测有一定的影响。 本研究采用一阶导数法来消除此影响， 并用主成分-神经网络方法建立了瓶装醋的定性分析模型， 模型预测精度达到100%， 表明一阶导数可以消除玻璃包装对瓶装醋近红外检测的影响， 实现定性分析的目的。

模式识别技术及数据挖掘方法已成为化学计量学的研究热点。 近红外(NIR)光谱分析以其快速、 简便、 非破坏性等优势广泛应用于光谱信号的处理和分析模型的建立。 文章基于五种不同的模式识别方法： 局部线性嵌入(LLE)， 小波变换(WT)， 主成分分析(PCA)， 偏最小二乘(PLS)和支持向量机(SVM)， 利用NIR技术建立了玉米种子的模式识别系统， 并将其应用于108玉米杂交种和母本178种子的近红外光谱样品。 首先利用LLE， WT， PCA， PLS进行消噪或降维， 然后运用SVM进行分类识别， 而一模支持向量机(1-norm SVM) 算法直接进行分类识别。 三个不同NIR 光谱范围的数值实验显示： PCA+SVM， LLE+SVM， PLS+SVM识别效果甚佳， 而WT+SVM和1-norm SVM方法也有较高的分类精度。 实验结果表明了本文提出方法的可行性和有效性， 为利用近红外光谱和模式识别技术进行种子识别研究提供了理论依据和实用方法。

为实现橄榄油中掺伪油类型的识别和掺伪量预测， 对掺入葵花籽油、 大豆油、 玉米油的橄榄油共117个样品进行拉曼光谱检测， 并用基于多重迭代优化的最小二乘支持向量机模型对掺入油的类型进行识别， 综合识别率为97%。 同时分别采用最小二乘支持向量机、 人工神经网络模型、 偏最小二乘回归建立橄榄油中葵花籽油、 大豆油、 玉米油含量的拉曼光谱定标模型， 结果显示最小二乘支持向量机具有最优的预测效果， 其预测均方根误差(RMSEP)在0.007 4~0.014 2之间。 拉曼光谱结合最小二乘支持向量机可为橄榄油掺伪检测提供一种精确、 快速、 简便、 无损的方法。

报道了聚丙烯胺稳定的球形和棒状铜纳米粒子的制备方法。 在水溶液中空气条件下， 通过水合肼还原二价铜离子到铜纳米粒子。 聚丙烯胺的作用除稳定粒子防止聚集外， 也可使粒子分散在水溶液中。 该法的优点是在室温下， 无需惰性气体保护， 即可制备水溶液中分散的铜纳米粒子。 紫外光谱和透射电镜监测了铜纳米粒子的生长过程。 发现氢氧化钠的用量， 聚丙烯胺浓度， 反应时间等因素都影响到铜纳米粒子的组成， 尺寸， 形貌和聚集程度。 氢氧化钠用量决定了制备粒子的组成成分是铜或氧化亚铜。 所制备的球形铜纳米粒子表现出优良的表面增强拉曼散射活性。

利用三维荧光光谱(EEMs)技术测定了实验室培养的分属5个门13个属的17种中国近海常见赤潮藻的荧光性质， 通过db7二维小波变换提取赤潮藻三维荧光光谱的特征参量， 采用系统聚类法构建荧光特征标准谱库， 并利用多元线性回归辅以粒子群算法进行参数估计建立识别技术， 实现了赤潮藻在门、 属水平上的识别测定。 测定样品中： 赤潮藻纯种培养体在门、 属水平上的平均识别正确率分别为96.1%和73.6%； 对于优势度分别为60%， 75%， 80%， 90%的赤潮藻模拟混合样品， 优势藻在门水平上的平均识别正确率分别为86.7%， 96.9%， 98.7%， 99.4%， 识别相对含量分别为62.6%， 72.7%， 76.0%， 81.6%； 优势藻在属水平上的平均识别正确率分别为51.0%， 68.9%， 72.0%， 78.8%； 对于优势度达75%的赤潮藻实际混合样品， 优势藻在门、 属水平上的平均识别正确率分别为99.4%和75.9%。 将所建技术用于围隔实验水样和现场调查采集水样进行分析， 有效实现了浮游藻群落组成的识别测定， 尤其是硅藻和甲藻的分类识别。

以壳聚糖包覆的CdTe量子点为荧光探针， 基于荧光猝灭法建立了吉米沙星定量测定方法。 结果表明， 体系的荧光强度与吉米沙星浓度在3.46×10－9～3.46×10－7 g·L-1范围内呈良好的线性关系(r=0.999　2)， 线性回归方程为F0/F=1.063　7+0.016　7c(g·L-1)。 对2.77×10－7 g·L-1吉米沙星溶液进行7次平行测定的相对标准偏差为2.7%，基于荧光猝灭法相关理论证明了该相互作用过程为静态猝灭。 本方法灵敏度高， 检测线性范围宽， 为吉米沙星定量测定提供了简便可靠的方法。

运用三维荧光光谱技术研究了垃圾渗滤液中六种DOM组分的荧光特性。 结果表明： 类富里酸、 类色氨酸和腐殖酸类物质是垃圾渗滤液DOM的主要组成， 其中大量紫外区类富里酸物质的存在， 是导致其可生化性差的主要原因。 HOA含有较多紫外区类富里酸和较少可见区类富里酸， HIA正好相反； HIN组分主要包括紫外区和可见区类富里酸； HOB、 HIB和HIN三种组分在各区域荧光信号都较强， 包括HON组分在内， 这四种组分荧光峰位置主要集中在类腐殖酸、 紫外区类富里酸及可见区类富里酸三个区域； 但不同组分的荧光强度差别较大， HOB和HIB在紫外区类富里酸有较强荧光强度， HIN在紫外区类富里酸、 可见区类富里酸区域均有较强荧光强度； 与这三者相比， HON在各位置的荧光信号中等； 而HOA和HIA的荧光强度相对较弱， 说明有机酸类物质的荧光特性较差。

为了在面对不同检测需求时， 能够选取适合的调谐激光吸收光谱技术方案， 对直接吸收光谱、 连续调制谱和准连续调制谱三种方法进行了理论分析和实验比较。 在相同实验条件下， 通过同一激光器测量不同浓度CO2气体， 比较了这三种方法的技术特点、 信号特征、 检测灵敏度。 结果表明， 准连续调制谱技术具有与连续调制谱相当的检测灵敏度， 但是受激光能量间断和较大的寄生幅度调制影响， 检测信号相对于气体吸收谱的线形失真较大， 因此不太适合依赖光谱线形和线宽的压力、 流速测量。 为选取更加适用的激光调制谱技术， 提供了参考依据。

研究了实验室培养的小型水母弗洲指突水母(Blackfordia virginica)代谢过程中所释放的溶解有机物(DOM)及其吸收和荧光光谱特征的变化。 与对照组海水相比， 充分摄食后的水母在24 h的代谢过程中向水体释放大量的溶解有机碳和总溶解态氮， 有色溶解有机物的吸收系数a280也有显著增加。 光谱斜率比值(SR)的增大和腐殖化指数(HIX)的降低， 表明水母代谢产生的主要是腐殖化程度较弱的低分子量DOM。 利用平行因子分析(PARAFAC)模型对三维荧光光谱进行解谱， 识别出3个类腐殖质(C1-C3)和1个类蛋白质(C4)组分。 发射波长在400 nm以下的“海源”类腐殖质组分C2(<250， 295/386 nm)及类蛋白质组分C4(275/334 nm)在代谢过程中有明显增加， 表明它们是水母代谢释放的主要荧光物质； 而发射波长在400 nm以上的组分则变化不大。 据此可将发射波长小于400 nm与大于400nm的荧光组分强度和之间的比值， 构建为DOM的浮游动物来源指标(ZIX)， 用于识别和示踪水环境中浮游动物代谢活动释放和产生的DOM。

采用常规溶液反应蒸发法以4-巯基吡啶(简写为4-MPy)为有机配体与银、 镉的硝酸盐合成了两种金属有机配合物。 并利用红外、 拉曼、 紫外-可见光谱技术对4-MPy及合成的配位化合物进行了研究， 对主要红外和拉曼谱带进行了经验归属， 并进一步讨论了配体和配合物的特征吸收谱带与配合物结构间的关系。 在红外光谱中， 配体在1　459 cm-1处的吸收峰归属为CC和CN复合振动峰， 形成配合物后在两种配合物中， 此吸收峰分别向高波数位移至1　464和1　464 cm-1。 在拉曼光谱中， 两种有机配位化合物在1　004和1　008 cm-1处归属为环呼吸振动峰、 在1　617和1　615 cm-1处归属为环伸缩振动峰、 在720和720 cm-1处归属为β(C—C)和ν(C—S)的复合振动峰， 各自十分相似。

应用Edinburgh FLS920P光谱仪分别测量了对硫磷， 甲基对硫磷和水胺硫磷这三种有机磷农药甲醇溶液和乙醇溶液的吸收光谱和荧光光谱， 并讨论其光谱特性和机理。 结果表明， 它们在紫外光的激励下都产生较强的吸收峰和荧光峰， 对硫磷、 甲基对硫磷和水胺硫磷的甲醇/乙醇溶液的荧光峰特征符合共轭芳族化合物荧光峰随着溶剂极性增大而红移的特点。 研究结果为光谱技术应用于食品安全监管领域的农药种类鉴别和农药残留检测提供帮助。

采用辐射传输模式模拟了特殊角度随气溶胶光学厚度及大气温湿度的变化情况， 结果显示晴空下该角度不受气溶胶影响， 受大气温度影响小， 但受大气水汽含量影响显著， 因此晴空下热红外光谱仪测量下行辐射时特殊天顶角可只根据大气水汽含量确定。 西部荒漠地区下行辐射测量实验结果表明， 据大气水汽含量确定的特殊角度值与实验结果一致， 且该角度处辐射作为积分辐射符合精度要求。 特殊角度值可用研究区大气水汽含量确定， 该快速测量法可广泛用于野外实验， 方便快捷测量准确瞬时下行辐射。

体表内部虚拟超谱图将皮肤组织中的成分和结构信息有机融合表达， 具有“图谱合一”的特点， 有望应用于临床体表组织疾病的快速检查， 但由于检测中信号微弱， 极易受到环境光的影响和仪器本身暗电流的限制。 为解决这一问题提出斩光盘对光源进行方波调制的方法， 搭建实验平台， 选择大功率的超连续谱激光和应用广泛的溴钨灯两种光源， 在人为添加红色激光、 紫色激光干扰和自然环境光干扰三种环境中， 采用非调制和调制光源对人体手臂进行VIHBS对比实验， 并对调制后的信号实现FFT解调处理。 实验结果表明， 调制法能够有效的消除环境光和暗电流的影响， 提高信号检测的信噪比， 为人体组织微弱光学信号的检测开辟了新的思路。

利用多个不同光谱的LED单元成功拟合出几种特征明显的常见标准光源光谱。 重点研究了如何通过目标光谱的特性反向找到所需要的LED的频带分布和最小使用的LED数目， 进而利用所得结果对原有拟合模型进行条件判别和改进。 对一些实测的目标光谱进行了模拟仿真， 取得了较为理想的结果。

利用野外测量21种地表岩石的高光谱发射率数据， 进行包络线去除和归一化处理后， 运用逐步回归法进行波段选择， 分析了SiO2含量与包络线去除后特征波段发射率的定量关系。 在此基础上， 通过比较12种SiO2光谱指数， 建立了定量反演SiO2含量的最优模型。 结果表明： 构建的SiO2光谱指数能有效预测SiO2含量， 其中基于11.18和12.36　μm波段的归一化SiO2光谱指数(normalization silicon dioxide index， NSDI)的预测能力最高； 与回归模型相比， 光谱指数更简单、 实用； 研究结果在岩石种类鉴定及SiO2含量的高精度提取方面有重要应用价值。

以甘肃庆阳油气区为例， 根据油气微渗漏的物理化学过程， 通过地面实测黄土样品的波谱曲线， 以及其中碳酸盐、 粘土矿物、 二、　三价铁离子含量的测试分析， 检测黄土覆盖区油气微渗漏所引起的特征光谱响应。 根据黄土样品的测试分析， 已知油气区碳酸盐矿物含量明显高于未知油气区， 而且二价铁离子含量增加引起红层褪色现象明显， 但粘土化蚀变特征不明显。 从实测土壤光谱曲线包络线去除后， 提取的土壤光谱吸收特征参数中， 碳酸根和二价铁离子对应的吸收深度、 吸收面积和对称度等三个特征参数与其含量相关性强， 拟合度好。 由此， 对地面实测的14条土壤光谱曲线聚类分析能够有效区分油气微渗漏明显的已知油气区类和油气微渗漏不明显的未知油气区类。

利用高光谱成像技术(550～1　000　nm)， 采集了6个草地早熟禾品种新鲜叶片的高光谱图像， 提取了叶片的光谱信息， 运用Wilks’ Lambda逐步判别分析法， 从94个波段中选择了9个特征波段， 根据特征波段的光谱信息， 采用Fisher线性判别法， 构建草地早熟禾品种的判别分析模型。 结果表明， 选择3个、 6个和9个波段组合， 对120个训练样本的识别正确率分别为98.3%, 100%和100%， 对60个测试样本的识别正确率分别为83.3%, 96.7%和100%， 说明以9个特征波段的光谱信息构建的草地早熟禾品种判别模型是合适的， 利用高光谱成像技术结合判别分析法， 为快速识别草地早熟禾品种提供了一种新的方法。

为了消除光谱采集中操作方法对测量带来的干扰， 以及提高仪器灵敏度和增强样本之间的差异性， 将反射率归一化法用于光谱法舌诊数据预处理。 采集被检者舌尖反射光谱， 计算被测对象的反射率和归一化反射率， 比较不同距离采集的同一被测对象反射率和归一化反射率发现， 反射率归一化可以消除不同采集距离对反射光谱造成的影响， 比较不同样本的反射率和归一化反射率曲线以及分类预测模型预测结果， 结果表明反射率归一化法可以增强样本之间的差异性， 增强后续疾病快速筛查模型的稳健性和预测能力。

当今世界物种的减少和栖息地的丧失日益严重， 生物多样性保护已经成为最热门的话题之一。 遥感这种通过非接触式收集信息的科学， 及相应的估算生物多样性、 建立物种多样性的关系模型和进行生物多样性指数制图等功能， 已在生物多样性保护领域中得到了广泛应用。 从遥感传感器和遥感技术两个方面论述了高光谱遥感技术在生物多样性保护中的应用进展， 重点列举了光谱遥感在生物多样性保护中的成功应用实例。 对生物多样性保护的发展具有一定的参考价值。

为了提高海洋水色卫星遥感的定量参数反演精度， 确定入瞳处的偏振信号对传感器响应的影响逐渐受到重视。 以Aqua-MODIS为例， 分析了海洋卫星传感器大视场范围内的偏振特性分布， 发现无论是大气程辐射还是考虑海表贡献的入瞳光， 视场内偏振特性的变化与观测几何的变化密切相关。 相比海表的偏振贡献而言， 大气是偏振光的主要来源。 在此基础上， 研究了遥感器在不同偏振灵敏度条件下对入瞳处的偏振信号的响应以及由此引起的系统误差， 发现只有当偏振灵敏度不超过2%时可以满足反演离水辐射产品的需要。 提出了补偿大气偏振测量误差的方案， 能够较好地提高卫星数据的利用率和遥感器的辐射测量精度。

结合国际碳排放气体浓度遥感监测最新研究进展， 介绍了碳排放监测方法， 以及碳排放气体浓度遥感监测技术(包括热红外、 太阳波谱、 主动遥感监测技术)。 并详细介绍了目前已在使用和未来将采用的监测主要碳排放气体的几种星载传感器， 并对这些传感器已获取的监测结果进行了详细分析。

矿物沙尘是气溶胶的重要化学组分， 对气候和环境都有重要影响。 本文基于2010年的北京AERONET站点的气溶胶产品资料， 分析了复折射指数在440～1 020 nm范围内的变化特性， 发现实部(n)在各个波段的取值差异不大； 而虚部(k)由于受到矿物沙尘吸收的影响从440到670 nm呈现出明显下降的趋势。 据此， 将k(440 nm)与其他波段的值分开考虑， 增加了一维信息量， 从而能将目前基于复折射指数反演气溶胶化学组成的三组分模型(水、 黑碳、 硫酸铵)扩展为包含矿物沙尘的四组分模型， 解决了以往在粗粒子较多时无法进行化学成分反演的难题。 针对北京沙尘、 灰霾、 晴朗三种典型天气进行了气溶胶中沙尘组分的反演试验， 获得的体积比例分别为88%， 37%和48%， 与基于气溶胶粒子体积谱分布计算的粗粒子比例的相对大小具有很好的一致性。

以油茶皂苷为主药， 采用干酪素和瓜尔豆胶为控释辅料， 制备油茶皂苷-干酪素控释片。 研究油茶皂苷-干酪素片中油茶皂苷含量的测定方法、 溶出介质对油茶皂苷-干酪素控释片释放度的影响及油茶皂苷-干酪素控释片的红外光谱， 并对油茶皂苷-干酪素片体外释放动力学方程进行拟合。 用香草醛-浓硫酸显色法测定pH　6.8的磷酸盐缓冲溶液作为释放介质时油茶皂苷-干酪素片中油茶皂苷的含量， 回收率为98.59%。 油茶皂苷-干酪素控释片在pH　6.8的磷酸盐缓冲液中， 释放时间分别为3， 6和12　h时， 其释放度分别为： 23.80%， 51.26%和94.77%。 体外释药曲线与零级方程拟合相关性较好， 相关系数(R2)为0.996。 油茶皂苷、 干酪素和瓜尔豆胶之间可能形成了化学键。

为了改善电感耦合等离子体原子发射光谱质量， 降低分析检出限， 实验研究了在水样品中加入钾添加剂以后对光谱强度、 信背比的影响， 并通过多谱线斜率法和Stark展宽法分别测量了等离子体的激发温度和电子密度。 实验结果表明， 当水溶液样品中加入钾添加剂以后， 等离子体光谱强度有不同程度的增强。 在钾含量为1.0 g·L-1时， 元素Al， Cr， Cu， Mn， Ni和Zn的谱线强度比无添加剂时分别提高了8.62%， 32.29%， 108.45%， 6.06%， 64.98％和54.99％， 光谱信背比分别提高了7.90%， 30.95%， 104.60%， 5.21%， 66.00％和52.82％。 在样品中钾含量为1.0 g·L-1的条件下， 等离子体的激发温度比无添加剂时提高了239.69 K， 而电子密度提高了4.99×1011 cm-3。 可见， 钾添加剂能够提高电感耦合等离子体发射光谱质量。

利用激光诱导击穿光谱(laser induced breakdown spectroscopy,　LIBS)技术检测土壤标准样品中Ba和Sr的含量， 用光纤光谱仪探测等离子体冷却过程中的发射谱线， 选取BaⅡ455.41 nm和SrⅠ460.73 nm特征谱线为分析线。 为了减小误差， 采用Lorenizian函数进行光谱轮廓曲线拟合对数据预处理， 提取光谱净强度值。 选择多元素谱线强度和作为内标， 根据分析线与内标线强度值之比建立定标曲线， Ba和Sr含量与其强度比的线性系数分别达到0.990　0和0.990　6， 采用这种强度比定标法对Ba和Sr的含量进行反演， 测定Ba和Sr含量值与标准值的相对偏差分别为5.7%和5.1%。

对比了不同温度以及HNO3， HNO3/H2O2， HNO3/HF和HNO3/HF+H3BO3等四种用酸对煤样微波消解效果和元素检测的影响。 以SARM20作为煤标准物质。 建立了一套两步微波消解及多元素检测方法。 即用9 mL的HNO3与1 mL的HF分解0.1 g煤样， 再加入10 mL 4%(ρ)的H3BO3中和过量HF及氟化物沉淀。 使用ICP-OES检测Al， Ca， Fe， Mg， K， Na， S， Si， Sr和Ti等十种矿物元素， 元素回收率在87.5%～98.8%；使用ICP-MS检测Li， Be， Sc， V， Cr， Mn， Co， Ni， Cu， Zn， Ga， As， Se， Zr， Sn， Cs， Ba， Ce， Eu和Pb等20种重金属元素， 元素回收率在85%～112.5%。 各元素检测的RSD均小于3%。

采用电感耦合等离子体原子发射光谱法， 同时测定高浓度Li-Sr混合溶液中Li+和Sr2+含量。 选取合适的测定波长后， 研究了酸效应、 总盐度、 仪器工作参数对测定结果的影响。 总盐度在0.20%～0.60%范围内， Li和Sr标准曲线的线性相关系数均大于0.999　9。 优化仪器参数后， 测定相对误差在+0.59%～－0.66%范围内， 样品回收率在99.14%～100.4%之间。 该方法稳定性高， 重现性好， 适合高浓度Li-Sr混合溶液中Li+和Sr2+快速、 准确测定。

采用X射线荧光(XRF)、 电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES)和X射线衍射(XRD)对不同来源藏药珠西中的元素成分和结构组成进行测定， 以期揭示其药理作用的物质基础。 XRF和ICP-OES分析结果表明， 藏药珠西中主要元素为Fe, S和O， 及少量的Si, Na, Mg, Al, K, Ni, Ca, Ti等元素。 XRD分析表明， 藏药珠西中主要存在立方晶系FeS2， 此外还含有少量的斜方晶系Fe+3O(OH)等。 通过XRF, ICP-OES和XRD分析， 获得了藏药珠西的化学成分和结构组成基本数据， 为其药理作用物质基础的揭示和质量标准的制定提供了科学依据。

采用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)法系统测定罗布泊地区不同经纬度土壤样品中28种微量元素的含量。 结果发现各金属元素含量在土壤剖面上表现出由表层向底层逐渐增加的趋势； 生命体必需元素P的含量在各个样品中含量非常低， 其中表层含量最低， 其他四个层位含量相当。 研究结果将有助于了解罗布泊地区干涸后沉积生态系统演变过程。

采用无皂乳液聚合法以顺丁烯二酸和苯乙烯交联合成顺丁烯二酸-co-苯乙烯微球并采用傅里叶变换红外光谱和电子扫描电镜对微球的结构和表面形貌进行表征。 以火焰原子吸收光谱(FAAS)法研究了它对铅的动态吸附性能， 考察了影响吸附率和解吸率的相关因素， 结果表明： 溶液pH 为5、上样流速为1.0 mL·min-1时， 吸附率可达到95%以上。 以1 mol·L-1 HNO3为解吸剂， 洗脱液流速为0.5 mL·min-1时， Pb(Ⅱ)的解吸率可达到99%以上。 在优化的试验条件下， 微球对Pb(Ⅱ)的吸附量可达到26.5 mg·g-1， 检出限为(3σ11)2.1　μg·L-1， 相对标准偏差为2.5%； 将预富集与火焰原子吸收法联用， 用于痕量铅的测定得到令人满意的结果。

应用基于α-型硅钼黄显色的分光光度法进行草类原料蒸煮黑液中硅含量的测定。 测定波长360 nm， pH 4.0， 时间10 min。 实验中采用过氧化氢-硝酸消解法消除样品中木素成分对光度检测的干扰。 研究表明： 该方法的相对偏差及回收率分别为0.9%和99.0%～102%。 该方法具有操作简便、 快速， 稳定性好， 准确性高， 试剂干扰少的优点， 可用于黑液中高硅含量的日常快速分析。

在采用光学显微镜及共聚焦激光显微镜对杉木春季枝条的显微结构及其细胞壁木质素定性测量的基础上， 首次在国内应用紫外显微分光光度计对其细胞壁木质素微区含量分布进行了原位测定。 结果表明： 杉木枝条木材管胞细胞壁木质素在不同微区部位含量分布呈不均一性， 其浓度大小依次为细胞角隅胞间层、 复合胞间层和次生壁,吸光度均值分别为0.489,0.307和0.278。 杉木枝条其木质素定量测定与其定性观察结果是相一致的。 为国内测量木材细胞壁木质素微区含量分布提供了新的测量方法。

恒星光谱一般具有明显的吸收线或者吸收带特征， 而具有发射线的恒星光谱对应着特殊类型的恒星， 如激变变星、 Herbig Ae/Be等。 对这些光谱的后续研究有着重要的意义。 本文提出了一种能够自动识别发射线恒星光谱的方法。 该方法首先对光谱进行连续谱归一化， 然后通过比较谱线对应的流量及其邻域流量的均值和标准差， 来判断是否存在发射线。 对SDSS DR8大样本数据的实验表明， 该方法能够完整、 准确地识别发射线恒星。 而且， 由于该方法不涉及复杂的变换和运算， 因而识别速度非常快， 可用于诸如LAMOST和SDSS这样大型光谱巡天项目中发现发射线恒星光谱。

根据相似性准则， 对采集到的干涉图像进行干涉图元的拆分， 通过寻址定位， 得到与离散光程差序列相匹配的采样干涉图序列。 采用过零采样方式， 对大单边干涉图序列与小双边干涉图序列利用不同的窗函数进行切趾。 为了校正相位误差， 结合所研究采样干涉图的特点， 对频域光谱乘积校正和空域干涉图卷积校正进行了研究和改进， 获得了比较理想的光谱线形， 其中空域干涉图卷积校正后的光谱偏差仅为0.012 088， 具有最好的校正效果。

针对空间多光谱相机中CCD输出数据量大、 谱段间冗余小和行频可变等导致常见基于矢量量化、 预测和变换编码的整体压缩方案硬件实现困难的问题， 提出了一种基于ADV212的空间相机图像压缩方案。 依据ADV212工作原理和CCD图像特点， 提出了Custom-specific工作模式， 在该模式下， 使用提出的图像帧和中断处理策略， 并以流水线作业的方式实现单片ADV212处理8通道CCD图像； 分析了影响图像压缩质量的2个参数， 提出了(10， 5)量化步长设置方法， 使码率控制误差减小了16.385%； 使用地检设备对ADV212压缩系统进行了试验验证。 结果表明， 压缩系统能快速稳定地工作， 在压缩比指标2∶1~32∶1内， PSNR均在30 dB以上， 与传统方法相比， 在正常工作压缩比为1 bpp时平均PSNR提高了2.49 dB。 有效的解决了整体压缩方案硬件实现困难的问题。

设计了一种覆盖短波红外谱段的宽视场推帚式高光谱成像系统， 可用于空间遥感平台搭载获取高光谱数据立方体， 分析地表物质组成及其理化特性。 采用曲面棱镜作为色散元件， 它集色散和成像功能于一体， 通过与Offner中继结构相结合， 大大简化了光谱仪光学系统的设计。 相比传统色散型光谱成像仪， 其结构紧凑、 体积小、 重量轻， 而且能够有效校正棱镜色散带来的谱线弯曲和色畸变的问题。 相比同类型的基于Offner中继结构的光栅光谱成像仪， 其能量利用率高。 分析了曲面棱镜的近轴光学理论和Offner中继结构的成像特点， 给出了光谱仪的设计指标和结果， 并对其光谱成像质量进行了评价。

设计了一种基于立体角镜与固定平面镜组合的干涉仪系统， 以解决传统傅里叶变换红外光谱仪中干涉仪系统由于动镜的倾斜与横移影响光谱质量的问题。 系统包含一对立体角镜， 两面相互垂直的固定平面镜， 以及分束器。 通过对立体角镜的倾斜与横移、 立体角镜垂直度误差以及两固定平面镜的倾斜与垂直度误差对干涉信号初相位与调制度的影响进行分析， 表明立体角镜的倾斜与横移、 固定平面镜的垂直度误差等因素不会影响干涉信号的初相位与调制度； 通过对干涉仪进行实际测试表明， 仪器具有结构简单紧凑、 密封性好、 分辨率高以及抗震性强等优点。

针对微型紫外光谱仪设计要求， 基于凹面光栅理论与方法开展了微小型紫外光谱仪的像差分析, 完成平场化凹面光栅的模拟分析与设计， 解决了紫外宽光谱与高分辨率问题， 同时应用光栅衍射理论、 全息光学理论， 采用光栅设计软件PCGrate对凹面光栅的衍射效率进行了设计和优化， 使所应用级次的光谱衍射效率在整个设计波段内达到最优， 实现了微小型紫外光谱仪的平场凹面光栅设计。 所设计紫外凹面光栅工作波长范围190~410 nm、 口径20 mm， F/#=0.21。 按照设计参数装调的微型紫外光谱仪在宽度为50 μm缝光源再现情况下， 光谱分辨率优于3 nm， 衍射效率无异常出现。

设计了一种双色散二维调制的阿达玛变换光谱仪， 利用光栅在水平方向的谱级色散和棱镜在垂直方向的谱线色散进行二维分光。 与传统的二维光谱CCD探测方法不同， 该设计独辟蹊径， 采用面阵数字微镜对二维光谱进行阿达玛调制， 并利用单点式检测器进行光信号的检测。 理论计算及光学仿真表明， 与传统的二维光谱探测仪器相比， 该光谱仪不仅具有高的分辨率， 同时还具有很高的信噪比。