期刊基本信息
创刊:
1981年 • 月刊
名称:
光谱学与光谱分析
英文:
Spectroscopy and Spectral Analysis
主管单位:
中国科学技术协会
主办单位:
中国光学学会
出版单位:
北京大学出版社
主编:
黄本立
ISSN:
1000-0593
刊号:
CN 11-2200/O4
电话:
010-62181070,62182998
邮箱:
地址:
北京市海淀区学院南路76号,光谱学与光谱分析期刊社
邮编:
100081
定价:
65元/期

本期栏目 2013, 33(10)

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光谱学与光谱分析 第33卷 第10期

作者单位
摘要
光谱学与光谱分析
2013, 33(10): 1
作者单位
摘要
1 长春理工大学理学院, 吉林 长春130022
2 长春新产业光电技术有限公司, 吉林 长春130103
激光诱导击穿光谱技术(LIBS)是一种近年来随着激光技术和光谱检测技术的发展而兴起的对元素定性和定量分析的光谱技术。 详细介绍了LIBS技术最新的研究发展情况, 以及在冶金、 环境污染检测、 生物医学、 植物学、 空间探索等领域的最新应用进展。
激光诱导击穿光谱 等离子体 成分分析 元素检测 LIBS Plasma Composition analysis Elements detection 
光谱学与光谱分析
2013, 33(10): 2593
万雄 1,2,*王鹏 1王琦 1张青 1[ ... ]张华明 1
作者单位
摘要
1 南昌航空大学无损检测技术教育部重点实验室, 江西 南昌330063
2 中国科学院上海技术物理研究所, 中国科学院空间主动光电技术重点实验室, 上海200083
为了消除LIBS实际测量光谱谱线与标准的LIBS光谱谱线间存在的差值, 提高元素测量精准度, 提出了针对激光诱导击穿光谱测量偏差的物理影响因素研究。 实验在相同条件下, 对烧蚀孔效应和光谱波长的关系进行了测试, 研究了激光诱导击穿光谱高温Mg等离子体在1.00~3.00 μs范围采样延时下的斯塔克(Stark)展宽数据, 从而得出烧蚀孔效应和斯塔克延时展宽等物理因素对采集光谱造成的具体影响。 研究结果及方法完全可以应用于其他激光诱导击穿光谱实验系统的误差分析, 这对于提高LIBS技术的物质元素测量精准度, 研究LIBS技术的最佳采样延时时间, 具有重要意义。
激光诱导击穿光谱 物理测量偏差 斯塔克展宽 烧蚀孔效应 Laser induced breakdown spectroscopy Measurement deviation of physics Stark broadening Ablation hole effect 
光谱学与光谱分析
2013, 33(10): 2599
作者单位
摘要
西南交通大学高压科学与技术实验室四川 成都610031
报道了二级轻气炮加载条件下高分辨瞬态激光拉曼测试技术, 并应用于苯的冲击拉曼光谱研究。 实验观测到苯的C—C伸缩振动峰(992 cm-1)和C—H伸缩振动峰(3 061 cm-1)在较低的压力区间(8 GPa以内)其频移随压力呈线性变化。 并利用拉曼光谱技术澄清了在13 GPa左右液态苯的结构变化问题; 在压力为9.7 GPa时, 液态苯已经发生结构变化, 并不是文献报道的13 GPa, 但变化后的产物成分还不清楚。 该测量系统为研究透明及半透明物质在动态加载实验中物质微观结构的变化提供一种有效手段。
拉曼光谱 冲击加载  结构变化 Raman spectroscopy Shock loading Benzene Structural change 
光谱学与光谱分析
2013, 33(10): 2603
司艺 1,2,*蒋洪恩 1,2,3王博 4何秋菊 5[ ... ]王昌燧 1,2
作者单位
摘要
1 中国科学院大学人文学院科技史与科技考古系, 北京100049
2 中国科学院古脊椎动物与古人类研究所脊椎动物演化与人类起源重点实验室, 北京100044
3 河南大学历史文化学院, 河南 开封475001
4 新疆维吾尔自治区博物馆, 新疆 乌鲁木齐830091
5 首都博物馆文物保护修复中心, 北京100045
新疆吐鲁番地区气候干燥, 大量的有机质文物保存较好。 阿斯塔那墓地是晋唐时期高昌城居民的公共墓地, 文化内涵较为丰富, 其中发现的一件木质彩绘, 由九种不同颜色绘成。 通过显微激光拉曼对彩绘原料进行了原位无损分析, 鉴定出石膏、 铅丹、 炭黑、 赤铁矿和氯铜矿等无机颜料, 以及植物染料藤黄和靛蓝; 值得指出的是, 该彩绘是我国目前已知最早的藤黄染料利用实物。 研究结果表明, 唐代吐鲁番地区的高昌居民已经娴熟掌握了颜料的制备、 调配、 使用, 从而创作精美的彩绘作品; 文物的颜料分析不仅为彩绘文物的保护提供依据, 也为古代丝绸之路的颜料贸易、 文化交流的研究提供佐证。
显微激光拉曼 阿斯塔那墓地 颜料 藤黄 Raman microspectroscopic Astana graveyard Pigment Gamboges 
光谱学与光谱分析
2013, 33(10): 2607
作者单位
摘要
1 中国科学院西安光学精密机械研究所, 瞬态光学与光子技术国家重点实验室, 陕西 西安710119
2 中原工学院, 河南 郑州450007
利用太赫兹时域光谱技术获得了DNA碱基分子胞嘧啶和胸腺嘧啶在0.1―3.5 THz的特征吸收谱, 发现胞嘧啶在2.53 THz的特征吸收细节信息。 采用考虑了周期性边界条件的赝势平面波密度泛函方法对胞嘧啶分子晶体进行了结构优化和晶格动力学计算, 模拟重现其太赫兹特征吸收光谱, 并成功辨识了胞嘧啶在0.1―3.5 THz的所有特征吸收峰。 研究结果表明, 这些重要的生物分子在太赫兹频段表现出鲜明的光谱特性, 胞嘧啶分子3.5 THz以下的吸收特性均来源于由分子间氢键支配的外振动模式。
太赫兹时域光谱 胞嘧啶 胸腺嘧啶 理论计算 THz-TDS Cytosine Thymine Theoretical calculation 
光谱学与光谱分析
2013, 33(10): 2612
作者单位
摘要
中国科学院安徽光学精密机械研究所, 环境光学中心中国科学院环境光学与技术重点实验室, 安徽 合肥230031
红外被动遥测系统应用于污染气体监测时, 其检测下限可用噪声等效柱浓度来衡量, 该参数是表征系统灵敏度的重要指标。 在污染气体红外辐射大气传输模型基础上, 推导出了噪声等效柱浓度的理论表达式, 表明其与系统噪声等效辐射通量密度、 背景及污染气团辐射亮温和目标气体的吸收系数相关。 以六氟化硫为示踪气体进行了实验, 计算并分析了系统在不同背景和污染气团辐射亮温环境下的检测下限, 并给出了系统噪声等效柱浓度的伪彩色分布图。 结果表明, 系统噪声等效柱浓度随背景和污染气团辐射亮温的温差增大而迅速减小, 温度差为30 K时检测下限降至10-2 ppm·m量级, 噪声等效柱浓度分布图的生成有助于判别系统在复杂背景下的检测下限变化范围。
被动遥测 噪声等效柱浓度 亮温 FTIR FTIR Passive remote sensing NECL Brightness temperature 
光谱学与光谱分析
2013, 33(10): 2617
作者单位
摘要
1 乳业生物技术国家重点实验室, 上海201103
2 上海理工大学医疗器械与食品学院, 上海200093
3 上海海事大学信息工程学院, 上海201306
4 上海市食品药品检验所, 上海201203
采用近红外光谱漫反射模式, 结合简易分类技术(soft independent modeling of class analogy, SIMCA)对不同品牌乳粉进行了分类溯源研究。 实验共采集了四种不同品牌乳粉, 包括光明乳粉54组, 荷兰乳粉43组, 雀巢乳粉33组以及伊利乳粉8组共138组样品的近红外光谱, 通过对预处理后的训练集全谱段数据变量进行主成分分析, 得出前三个主成分的累积方差贡献率为99.07%。 利用SIMCA类建模法建立的乳粉主成分回归模型对预测集乳粉进行分类, 研究结果表明, 光明乳粉、 荷兰乳粉、 雀巢乳粉的识别率分别为78%, 75%, 100%, 拒绝率分别为100%, 87%, 88%。 因此, 近红外光谱结合SIMCA建立的模型具备较好的乳粉品牌溯源能力, 为快速、 准确鉴别乳粉品牌提供了新思路。
近红外 乳粉 溯源 类建模 Near infrared spectroscopy Milk powder SIMCA SIMCA Traceability Class-modeling method 
光谱学与光谱分析
2013, 33(10): 2621
作者单位
摘要
中国海洋大学物理系, 山东 青岛266100
利用硒化锌微球表面的银镜反应制备了银/硒化锌(Ag/ZnSe)核壳结构微球, 并利用扫描电镜(SEM)、 X射线衍射(XRD)以及傅里叶变换红外光谱仪对其进行了表征, 研究了Ag/ZnSe核壳结构对硝酸钠水溶液红外吸收光谱特性的影响。 结果表明, Ag/ZnSe核壳结构微球使得硝酸钠反对称伸缩振动模式频率发生了明显的蓝移, 振动强度有了较大程度的提高。
红外吸收 银/硒化锌核壳结构 硝酸盐 Infrared absorption Silver/zinc selenide core-shell Nitrate 
光谱学与光谱分析
2013, 33(10): 2625
作者单位
摘要
上海交通大学农业与生物学院, 上海市兽医生物技术重点实验室, 上海200240
采用热聚合法制备了莱克多巴胺(ractopamine, RCT)的分子印迹聚合物(molecular imprinted polymers, MIPs)。 用紫外分光光度法测定MIPs对RCT的吸附性能, 结果发现: RCT在272 nm波长处有最大吸光度, 测定RCT的回归方程为y=7.354 1x+0.001 0, R2=0.999 9; 合成的MIPs对RCT平均吸附率为83.4%。 吸附动力学研究表明, MIPs对RCT的吸附时间应控制在10 min以内。 红外光谱分析表明RCT与功能单体甲基丙烯酸通过氢键形成MIPs, 该聚合物能够通过氢键专一地识别和结合RCT分子, 从而为建立基于分子印迹技术检测RCT的方法奠定了基础。
莱克多巴胺 分子印迹聚合物 红外光谱 吸附性能 Ractopamine Molecularly imprinted polymers Infrared spectrum Adsorptive characters 
光谱学与光谱分析
2013, 33(10): 2629
李滚 1,2,*严雅静 2庞小峰 2,3
作者单位
摘要
1 西安工业大学电子信息工程学院, 陕西 西安710021
2 电子科技大学生命科学与技术学院, 四川 成都610054
3 中国科学院国际材料物理中心, 辽宁 沈阳110015
生物组织受到外界电磁场曝露以后, 生物分子的结构可能会发生变化, 所发生的变化可以从组织的红外光谱的变化得到确认。 为了研究红外光曝露对血液、 睾丸以及脑组织的影响, 对曝露于红外光条件下30天的大鼠的血液、 睾丸和脑组织进行了红外光谱测量, 将测试结果在1 700~1 000 cm-1范围内与对照组进行了对比, 并利用红外光谱的二阶导数谱进一步分析红外光曝露对生物各组织微观结构特性的影响, 探讨了红外光曝露的作用位点及其机制。 研究结果表明红外光曝露可致大鼠组织的红外光谱特征发生一定的变化, 傅里叶变换红外光谱技术可以用于分析红外光曝露对于生物组织微观结构的影响及其发生机制。
傅里叶红外光谱 生物效应 红外光热效应 Fourier transform infrared spectroscopy Biological effects Infrared thermal effects 
光谱学与光谱分析
2013, 33(10): 2633
作者单位
摘要
1 中南林业科技大学理学院, 湖南 长沙410004
2 湖南明园蜂业有限公司, 湖南 长沙410025
3 湖南省食品测试分析中心, 湖南 长沙410025
为进一步检验近红外光谱技术(NIRS)快速检测蜂蜜掺假的能力, 利用近红外光谱结合化学计量学方法对蜂蜜中掺入甜菜糖浆进行了定性和定量检测。 偏最小二乘-判别分析法(PLS-DA)对真假蜂蜜预测集的判别总正确率为90.2%; 不同判别方法对掺假量等级预测集的判别总正确率都低于33.3%; PLS回归只对同一蜂蜜样本掺假的定量分析结果满意: 预测集真实值与预测值的相关系数(r)为0.982 9, 预测均方差(RMSEP)为1.394 2, 而对不同植物来源和同一植物来源的不同样本的掺假量的定量分析结果不满意。 研究表明, 蜂蜜中掺入甜菜糖浆后, NIRS可实现真假蜂蜜的快速鉴别, 而不能实现掺假量等级的鉴别及掺假量的定量分析。
近红外光谱 蜂蜜 掺假 甜菜糖浆 判别分析 定量分析 Near-infrared spectroscopy Honey Adulteration Beet syrup Discriminant analysis Quantitative analysis 
光谱学与光谱分析
2013, 33(10): 2637
作者单位
摘要
1 北京林业大学草坪研究所, 北京100083
2 中国农业机械化科学研究院土壤植物机器系统技术国家重点实验室, 北京100083
根据收获的年份和地点的差异收集37份结缕草种子, 其发芽率分布在58.5%~92%的范围, 并按照3∶1的比例将其划分为校正集和检验集, 使用近红外光谱技术和定量偏最小二乘法分析其发芽率。 结果表明, 采用的光谱范围为6 000~7 000 cm-1, 主成分个数取6时, 校正集的决定系数为90.73%, 相关系数为0.986 6, 平均绝对误差为7.64%, 标准差为9.80, 而检验集则分别为91.80%, 0.987 2, 6.98%和9.47。 使用不同的建模样品来检验该方法建模的准确性, 两组样品集决定系数均超过90%, 校正标准差和预测标准差控制在10.00附近, 平均绝对误差达到8.00%的水平。
近红外光谱 结缕草 种子 发芽率 Near-infrared spectroscopy Zoysia (Zoysia japonica Steud.) Seeds Germination rate 
光谱学与光谱分析
2013, 33(10): 2642
作者单位
摘要
中南财经政法大学信息与安全工程学院, 湖北 武汉430073
瓦斯气体的监测是影响煤矿安全的重要因素之一, 对其的在线实时监测成为煤矿安全的重要保障。 本文采用红外光谱分析技术, 对瓦斯气体的红外定量分析算法进行了研究。 为提高模型分析精度, 将数据挖掘技术应用在分析算法中。 通过增加基于K平均非分层聚类分析对数据进行处理发现, 带聚类分析的偏最小二乘算法比单纯采用偏最小二乘算法在精度上明显占优。 另外, 为减少模型中个别定标样本误差对精度的影响, 采用聚类分析的方式进行了数据预处理, 发现这种去噪方法在分析精度上又有所提高。
红外光谱分析 瓦斯气体 偏最小二乘法 数据挖掘 Infrared spectrum analysis Methane gas Partial least squares Data mining 
光谱学与光谱分析
2013, 33(10): 2646
作者单位
摘要
南京理工大学化工学院, 江苏 南京210094
研究了相变材料对常规红外诱饵药剂燃烧性能及红外辐射特性的影响。 选择的八种高温相变材料中有三种材料在3~5 μm或8~14 μm波段内能不降低红外诱饵的红外辐射特性, 而延长了红外诱饵的持续燃烧时间, 降低了药柱的燃速, 从而延长红外诱饵有效干扰时间。 结果表明高温相变材料可作为一种有效的功能添加剂加入红外诱饵。
相变材料 红外诱饵 红外辐射 燃烧时间 Phase change material Infrared decoy Infrared radiation Burning time 
光谱学与光谱分析
2013, 33(10): 2651
李守海 1,2,3,*杨雪娟 1,2李梅 1,2黄坤 1,2,3夏建陵 1,2,3
作者单位
摘要
1 中国林业科学研究院林产化学工业研究所
2 江苏省生物质能源与材料重点实验室, 国家林业局林产化学工程重点开放性实验室, 生物质化学利用国家工程实验室, 江苏 南京210042
3 中国林业科学研究院林业新技术研究所, 北京100091
以天然产物腰果酚为原料, 利用其酚羟基与环氧基的反应活性, 通过开环醚化反应制备了两种腰果酚基不饱和树脂单体。 通过傅里叶红外光谱研究了合成过程中主要活性基团的变化, 结合核磁共振氢谱及凝胶渗透色谱分析进一步确定了合成树脂单体的分子结构, 并利用红外光谱法对树脂单体的紫外光固化行为进行了研究, 且对其光固化物进行了热重分析。 研究表明: 分子结构分析确认了目标产物的成功合成, 树脂单体的分子结构以及不饱和双键含量对树脂的固化速度和固化物的热稳定性有着重要影响, 两种单体在30 s内均已基本达到最高固化水平, 光固化物的主分解初始温度均可达到350 ℃以上。
腰果酚 生物质基不饱和树脂 红外光谱分析 紫外光固化行为 Cardanol Bio-based unsaturated resin FTIR analysis UV curing behaviors 
光谱学与光谱分析
2013, 33(10): 2655
作者单位
摘要
1 中国农业大学农学与生物技术学院, 北京100193
2 中国农业大学信息与电气工程学院, 北京100083
为实现小麦条锈病和叶锈病的早期诊断, 利用近红外光谱技术结合定性偏最小二乘法(DPLS)建立了一种鉴别这两种病害的方法。 试验将150片小麦叶片(健康叶片、 条锈病潜育叶片、 条锈病发病叶片、 叶锈病潜育叶片、 叶锈病发病叶片各30片)分为5类, 扫描获得近红外光谱, 建立小麦叶片DPLS近红外光谱鉴别模型。 原始光谱数据经二阶导数处理后, 在4 000~8 000 cm-1范围内, 当利用不同建模比建模时, 建模集的平均识别率为96.56%, 检验集的平均识别率为91.85%, 证明了模型的稳定性。 当建模比为2∶1、 主成分数为10时, 模型识别效果较好, 建模集的识别准确率为97.00%, 检验集的识别准确率为96.00%。 表明应用近红外光谱技术建立的小麦条锈病和叶锈病早期诊断的定性鉴别方法是可行的。
近红外光谱 小麦条锈病 小麦叶锈病 早期诊断 Near-infrared reflectance spectroscopy Wheat stripe rust Wheat leaf rust Early diagnosis 
光谱学与光谱分析
2013, 33(10): 2661
作者单位
摘要
1 中山大学地球科学系, 广东 广州510275
2 广东省地质过程与矿产资源探查重点实验室, 广东 广州510275
在个旧卡房矿区矿体上部的覆盖层中均匀采集土壤样, 用近红外光谱分析技术对样品进行测试分析。 结果表明, 近红外光谱技术能较好的识别出土壤中的矿物, 包括蚀变矿物大致组合。 将这些矿物组合与矿床的特征对比发现, 土壤中的一些成分与深部矿体组份有一定程度的相关性, 尤其是蚀变矿物, 其与该区的蚀变条件是基本一致的。 因此, 推测土壤中的矿物成分可以用于指示深部矿体的一些信息, 能为找寻该类型铜矿床提供一些依据。 此外, 矿床表层土壤近红外光谱信息是可以提供找矿依据的一种快速有效的研究手段, 可以将其用于其他矿床类型的研究, 尤其是为深部隐伏矿床以及地质环境较为脆弱的地区提供初步找矿依据。
个旧锡铜矿 表层土壤 近红外光谱 成矿指示 Gejiu tin-copper deposit Surface soil Near infrared spectrum of soil Ore-forming indicator 
光谱学与光谱分析
2013, 33(10): 2666
作者单位
摘要
浙江大学生物系统工程与食品科学学院, 浙江 杭州310058
通过设置四种不同的光源强度研究光强对近红外漫反射无损检测梨可溶性固形物的影响, 对四种类别光强的光谱定性分析显示四类光谱差异微小, 肉眼几乎无法辨别。 在进一步的定量分析中, 通过主成分分析、 逐步线性回归分析以及偏最小二乘法分析的比较, 主成分分析(r值跨度: 0.253~0.606; RMSEC值跨度: 0.549~0.614; RMSEP值跨度: 0.455~0.752)与逐步线性回归分析(r值跨度: 0.249~0.551; RMSEC值跨度: 0.536~0.624; RMSEP值跨度: 0.646~0.734)得到的模型较差。 通过对光谱进行一阶求导和二阶求导预处理, 主成分分析与逐步线性回归分析建模结果仍不理想。 通过二阶求导预处理, 偏最小二乘法所建的模型得到优化, 其中相关系数r值跨度为0.947~0.970, 混合模型的相关系数r值达到了0.95 7, 分析结果表明光强对梨的近红外漫反射光谱无损检测可溶性固形物的影响差异不大, 为光谱仪的田间作业奠定了基础。
近红外光谱 漫反射 光强 无损检测 可溶性固形物 Diffuse reflection Light intensity Nondestructive test Soluble solid 
光谱学与光谱分析
2013, 33(10): 2671
作者单位
摘要
1 长春工业大学化学工程学院合成树脂与特种纤维工程研究中心, 吉林 长春130012
2 中国科学院长春应用化学研究所, 吉林 长春130012
采用直接缩聚的方法, 通过调整氨基单体用量, 合成出了系列带有不同氨基含量的聚芳醚酮砜(Am-PAEKS)聚合物, 在聚合物侧链上进行后磺化接枝制备出了系列不同磺化度的侧链型磺化聚芳醚酮砜(S-SPAEKS), 并且通过调整磺酸基团含量来控制聚合物的磺化度。 通过红外光谱(FTIR)和氢核磁谱(1HNMR), 对所合成的单体及其聚合物的结构进行了表征, S-SPAEKS红外光谱在1 239和1 060 cm-1处出现了磺酸基团中OSO的特征吸收峰, 氢核磁谱中1.64 ppm处出现了处于烷基链中间位置的两个氢(—CH2—CH2—)化学位移, 证明得到了S-SPAEKS聚合物。 经热失重分析发现,聚合物中磺酸基团的脱落温度都高于240 ℃, 聚合物主链降解温度都高于450 ℃。 研究表明, 该系列聚合物具有良好的热性能, 可以用作质子交换膜材料。
侧链型磺化聚芳醚酮砜 红外光谱 氢核磁谱 热重分析 Sulfonated poly (arylene ether ketone sulfone) on FTTR H-NMR TGA 
光谱学与光谱分析
2013, 33(10): 2675
作者单位
摘要
华东交通大学光机电技术及应用研究所, 江西 南昌330013
选取赣南脐橙果园土壤作为研究对象, 探讨在4 000~7 500 cm-1范围内的光谱分析土壤全氮和有机质的可行性。 采集的近红外光谱采用多元散射校正、 一阶微分、 二阶微分、 七点平滑等多种预处理对比分析, 分别建立了有机质和全氮含量偏最小二乘模型。 实验得出全氮预测模型在4 000~7 500 cm-1范围内采用七点平滑(SG)进行预处理模型较为理想, 校正集相关系数(rc)为0.802, 校正均方根误差(RMSEC)为2.754, 预测集相关系数(rp)为0.715, 预测均方根误差(RMSEP)为3.077; 有机质预测模型在4 000~7 500 cm-1范围内采用标准正态变量变换(SNV)预处理模型较为理想, rc为0.848, RMSEC为0.128, rp为0.790, RMSEP为0.152。 研究表明近红外漫反射光谱可快速用于赣南脐橙果园的土壤中全氮和有机质含量的快速检测。
近红外 全氮 有机质 偏最小二乘法 Near infrared TN SOM PLS 
光谱学与光谱分析
2013, 33(10): 2679
作者单位
摘要
1 吉林大学中日联谊医院, 吉林 长春130033
2 吉林大学超分子结构与材料国家重点实验室, 吉林 长春130012
制备了两种简单常用的具有表面增强拉曼(SERS)活性的银基底—银镜和硝酸刻蚀银箔, 并应用于二硫化四甲基秋兰姆(福美双)的检测及其结构变化的分析。 SERS技术提供了不同浓度下的二硫化四甲基秋兰姆分子的振动信息, 发现当其与金属银基底作用后, 二硫键断裂, 并且通过化学作用吸附在银基底表面。 通过分析不同浓度福美双分子吸附在银表面的拉曼光谱, 证明其在金属表面存在两种吸附方式即表现为单齿形和双齿形两种几何形状。 这些光谱及结构信息有助于理解和检测自然环境中二硫化四甲基秋兰姆及其分解产物。 同时也对二硫代氨基甲酸盐类化合物的研究有一定的借鉴意义。
表面增强拉曼散射 二硫化四甲基秋兰姆 银镜和刻蚀银箔 结构分析 Surface-enhanced Raman scattering Thiuram Silver mirror and etched silver foil Structure analysis 
光谱学与光谱分析
2013, 33(10): 2683
作者单位
摘要
中国海洋大学光学光电子实验室, 山东 青岛266100
以自组装法制备的银溶胶膜为表面增强拉曼散射活性基底实现了对水中抗生素的痕量检测。 采用微波加热法制备银溶胶, 自组装法制备银溶胶膜。 通过改变银溶胶的pH值及镀膜的次数, 研究其对抗生素增强效果的影响。 实验发现, 采用不同pH值的银溶胶镀膜所获得的银溶胶膜的增强效果有很大差异, 当银溶胶pH=4, 且镀膜次数为五次时, 增强效果最佳。 以此银溶胶膜为基底对三种抗生素(氯霉素、 环丙沙星、 恩诺沙星)进行了SERS检测, 可以检测到的最低浓度分别为120, 15, 120 nmol·L-1。 结果表明, 利用改进方法制备的银溶胶膜, 可以对水中抗生素进行痕量检测, 为实现养殖水中残留抗生素的检测提供了方法。
表面增强拉曼光谱 抗生素 pH值 银溶胶膜 Surface-enhanced Raman spectroscopy Antibiotics pH value Silver colloid film 
光谱学与光谱分析
2013, 33(10): 2688
作者单位
摘要
1 中山大学地球科学系, 广东 广州510275
2 广东省地质过程与矿产资源探查重点实验室, 广东 广州510275
产于湖南沅水地区的十颗砂矿金刚石的红外光谱和拉曼光谱的研究结果表明: 湖南砂矿金刚石多为ⅠaAB型, 且往往表现为A型氮相对富集; 金刚石中的氮含量介于38.30~840.67 μg·g-1之间, 且不同金刚石晶体中氮含量差别极大; 金刚石在地幔中的存储时间介于0.043~3.315 Ga之间, 不同的样品在地幔中的存储时间相差较大, 且最长存储时间(3.315 Ga)要大于湘鄂黔桂毗邻区最老岩体的年龄(3.285 Ga); 湖南砂矿金刚石在其形成过程中经历过较为显著的环境变化, 且菱形十二面体金刚石晶体的形成深度大于八面体金刚石晶体。
砂矿金刚石 显微红外光谱 拉曼光谱 氮含量 存储时间 Alluvial diamonds FTIR Raman Nitrogen Residence time 
光谱学与光谱分析
2013, 33(10): 2694
作者单位
摘要
昆明理工大学冶金与能源工程学院, 真空冶金国家工程实验室, 云南 昆明650093
利用激光拉曼光谱对LiFePO4/C锂离子正极材料碳外壳的石墨化程度进行了研究, 对不同碳源合成的样品进行激光拉曼光谱比较, 并结合X射线衍射、 扫描电镜、 透射电镜、 选区电子衍射、 电阻率测试等多种检测手段, 对材料的性质结构和形貌进行了研究。 结果发现, 相比对应sp3杂化峰和sp2杂化峰的峰面积比, 对应非等向性sp2杂化峰和对应规则sp2杂化峰的ID/IG分布更加均匀, 其显示的石墨化程度与材料导电性在一定程度上有相似规律, 但同一材料的拉曼光谱信号因受碳包覆均匀性的影响出现较大差别, 且相对于单独用柠檬酸或蔗糖做碳源的样品, 利用两者混合物做碳源的样品的ID/IG值和sp3杂化峰和sp2杂化峰的峰面积比值均较高。 在扫描电镜和透射电镜图中, 可以观察到二次和一次颗粒包覆不均匀的现象, 这有可能是导致同个样品中不同点数据不均匀的原因。 但是较大的离散性还是影响了拉曼光谱在此类检测中的客观准确性。
激光拉曼光谱 碳包覆 石墨化程度 Laser Raman spectral LiFePO4/C LiFePO4/C Carbon coating Degree of graphitization 
光谱学与光谱分析
2013, 33(10): 2700
作者单位
摘要
上海大学上海市现代冶金及材料制备重点实验室, 上海200072
硬玉(NaAlSi2O6)及其在极端条件下的行为在地质学和宝石学中有极高的研究价值。 考虑到现有单一检测条件的局限, 本文综合了多种实验检测手段和理论计算方法对硬玉晶体及其熔体和玻璃的结构以及铝配位数进行了研究。 对硬玉晶体热熔过程进行了高温原位拉曼光谱测定, 结合第一性原理理论计算方法, 得到了硬玉结构和铝配位数的变化及其相应的谱学特征。 结合量子化学从头计算对熔体结构进行解析。 研究表明: 硬玉晶体结构单一且铝全部为六配位, 1 293 K时大量六配位铝转变为四配位, 熔体中四配位铝占主导, 其中硅(铝)氧四面体以多元环连接成架状结构。 熔体冷却过程中伴随着五配位铝的生成, 并呈现分相趋势。
硬玉 高温熔体 铝配位数 拉曼光谱 核磁共振 Jadeite High temperature melt Aluminum coordination Raman spectroscopy NMR spectroscopy 
光谱学与光谱分析
2013, 33(10): 2705
作者单位
摘要
1 沈阳理工大学理学院, 辽宁 沈阳110159
2 大连理工大学物理与光电工程学院, 辽宁 大连116024
传统农药残留检测方法比较繁琐、 耗时、 破坏样品, 快速、 无损、 实时在线是农残检测的发展方向。 本文利用表面增强拉曼光谱技术, 以苹果为载体, 有机磷农药甲拌磷和倍硫磷为研究对象, 初步探讨了苹果表面甲拌磷和倍硫磷农药的快速无损检测方法。 结果表明, 运用表面增强拉曼光谱技术, 可使两种有机磷农药的特征频率较易识别, 并选取甲拌磷的728 cm-1和倍硫磷的1 512 cm-1 处的拉曼信号作为定量分析目标峰, 采用内标法建立甲拌磷、 倍硫磷的线性回归模型, 可以作为定量分析甲拌磷、 倍硫磷的参考依据。
农药残留 表面增强拉曼光谱 定性定量分析 Pesticide residues Surface enhanced Raman spectroscopy Qualitative and quantitative analysis 
光谱学与光谱分析
2013, 33(10): 2711
罗娜娜 1,2,*赵文吉 1,2晏星 3
作者单位
摘要
1 首都师范大学三维信息获取与应用教育部重点实验室, 北京100048
2 首都师范大学资源环境与地理信息系统北京市重点实验室, 北京100048
3 香港理工大学土地测量及地理资讯学系, 中国 香港
为建立以高光谱数据为基础的叶片滞尘质量反演模型, 沿北京市区采集了30个大叶黄杨叶片样本。 利用电子分析天平和光谱仪(analytical spectral devices ASD FieldSpec Pro)测定“除尘前”与“除尘后”叶片质量及光谱反射率曲线, 以获取叶片尘埃量、 光谱信息等数据。 随后以传统意义和偏最小二乘(PLS)回归模型为基础, 以探究空气尘埃量与光谱曲线之间可能存在的关系, 阐述了叶片尺度上尘埃量对植物光谱特征的影响。 结果为: 除尘前后叶片光谱曲线在350~700, 780~1 300, 1 900~2 500 nm波段区间内有较大差异, 同时尘埃量与叶片单波段光谱反射率比值呈负相关, 相关度最大值点为737波段, 属于近红外波段, 相关系数可达-0.8左右。 在尘埃量与叶片光谱多波段组合关系研究中得到, 948和945波段构成的NDVI指数与尘埃量的相关度最大, 相关系数可达0.76。 在叶片滞尘量反演研究中, 对比传统意义滞尘量回归模型, 引进的偏最小二乘算法(PLS)可使叶片滞尘量反演精度略有提高, 最后由回归模型精度评定可得偏最小二乘法反演效果较传统回归好。
大叶黄杨 高光谱 尘埃量反演 回归分析 偏最小二乘法 Euonymus japonicus Spectral data Dust weight inversion Regression analysis Partial least squares 
光谱学与光谱分析
2013, 33(10): 2715
作者单位
摘要
南京师范大学虚拟地理环境教育部重点实验室, 江苏 南京210023
总悬浮物浓度是水质评价的重要参数之一, 传统的遥感反演估算模型忽视了光学性质多变、 复杂的二类水体的差异性。 本研究基于太湖、 巢湖的星地同步实验, 针对环境1号卫星多光谱数据, 设立了水体光学分类方法, 将研究水体分为二种类型, 进而建立了适用于不同类型水体总悬浮物浓度的反演估算模型。 得出以下结论: (1)基于光谱分类的方法可以提高总悬浮物浓度的反演估算精度; (2)对于类型一和类型二水体, 分别使用指数模型和线性模型可以较好地反映总悬浮物浓度与反演估算因子之间的关系。
环境1号卫星 太湖 巢湖 总悬浮物 光谱分类 HJ-1 satellite Taihu Lake Chaohu Lake Total suspended matter Spectral classification 
光谱学与光谱分析
2013, 33(10): 2721
作者单位
摘要
1 中山大学地球科学系, 广东 广州510275
2 广东省地质过程与矿产资源探查重点实验室, 广东 广州510275
大陆红层的红色色素主要来自其内的微粒赤铁矿。 地质方面的最新研究成果表明, 红层的色素起源于成岩阶段而非沉积阶段, 是成岩过程中的高地温导致沉积物中铁的含水化合物脱水所致。 本文采用对现代黑色淤泥沉积物进行不同方式的加热实验, 并使用Perkin-Elmer Lambda 950紫外-可见-近红外分光光度计, 用漫反射光谱法测定实验样品针铁矿和赤铁矿特征峰的变化, 同时计算样品的红度值, 以定量实验样品的染色程度等方法, 模拟沉积物变红、 亦即红层色素生成的过程。 实验结果表明, 现代淤泥沉积物中的铁主要以铁的水化物(针铁矿)形式出现; 针铁矿脱水转化为赤铁矿的初始温度约为150 ℃, 温度升高或加热时间延长, 均可造成针铁矿含量减少和赤铁矿含量增加, 样品的红度值与赤铁矿特征峰高度呈正相关关系。 实验结果为红层色素热起源的认识提供了重要支持。
红层 色素 漫反射光谱 赤铁矿 红度 Red-bed Pigment Diffuse reflectance spectroscopy Hematite Red-value 
光谱学与光谱分析
2013, 33(10): 2727
作者单位
摘要
福州大学化学化工学院, 福建 福州350108
合成了一种轴向核苷修饰硅酞菁, 即二[5′-(2′, 3′-O-异丙基)-5-甲基胞苷氧基] 硅酞菁, 并通过1H NMR和HR-MS等手段进行了表征。 该化合物在N,N-二甲基甲酰胺和含1% Cremophor EL水溶液中以单体形式存在, Q带最大吸收波长分别位于676和679 nm, 荧光发射峰分别位于685和689 nm。 离体光动力抗癌活性表明, 该化合物具有显著的光动力抗癌活性, 对人肝癌细胞HepG2的半致死浓度(IC50)低至7.8×10-8mol·L-1。 荧光共聚焦显微镜研究显示, SiPcG可定位于细胞线粒体中。 研究表明, SiPcG是一种有发展潜力的新型抗癌光敏剂。
硅酞菁 核苷 合成 光动力抗癌活性 Silicon phthalocyanine Nucleoside Synthesis Photodynamic anticancer activity 
光谱学与光谱分析
2013, 33(10): 2731
作者单位
摘要
1 江苏大学化学化工学院, 江苏 镇江212013
2 海南大学海南省精细化工重点实验室, 海南 海口570228
合成了窄分子量分布低聚壳聚糖(CS20)修饰的四(4-羧基苯基)锰(Ⅱ)卟啉(Mn-TCPP)功能配合物(Mn-TCPP-CS20)作为一种潜在的磁共振成像(MRI)造影剂。 发现该锰基卟啉-壳聚糖配合物(Mn-TCPP-CS20)有良好的水溶性和分子结构稳定性。 通过红外(FTIR)、 紫外(UV-Vis)、 质谱(MS)及电感耦合等离子体发射仪(ICP-AES)对其结构进行了表征。 表明, 低聚壳聚糖CS20通过酰胺键与Mn-TCPP共价链接。 初步研究了功能配合物Mn-TCPP-CS20作为潜在的MRI造影剂的体外弛豫性能, 发现其纵向弛豫率r1 (6.11 mmol-1·l·s-1)高于商用的MRI造影剂Gd-DTPA (r1=3.59 mmol-1·l·s-1), 且在同等条件下体外成像效果更优。 Mn-TCPP-CS20可作为潜在的具有组织靶向性的MRI造影剂。
低聚壳聚糖 卟啉 造影剂 弛豫性能 Porphyrin Low molecular weight chitosan Contrast agent Relaxation performance 
光谱学与光谱分析
2013, 33(10): 2736
作者单位
摘要
1 西安电子科技大学计算机学院, 陕西 西安710071
2 西安石油大学计算机学院, 陕西 西安710065
针对多光谱图像压缩算法现存的时空复杂度高、 光谱特性利用不充分等问题, 研究了多光谱图像的谱间稀疏等价表示及其聚类实现途径, 进而设计了一种基于谱间自适应聚类和小波变换的多光谱图像压缩算法。 算法利用吸引力传播聚类产生多光谱图像的谱间稀疏等价表示、 在低复杂度下去除图像的谱间冗余, 使用二维小波变换去除稀疏表示成分的空间冗余, 采用分层树集合分割排序算法(SPIHT)进行压缩编码, 并通过误差补偿机制提高多光谱图像重建质量。 实验表明, 该算法在保证较低时间和空间复杂度的基础上, 较SPIHT等同类经典压缩算法, 在相同的压缩比下, 明显提高了重建图像的峰值信噪比, 是一种通用有效的多光谱图像压缩算法。
多光谱图像 多光谱图像压缩 多光谱图像谱间稀疏等价表示 自适应聚类 小波编码 误差补偿 Multispectral image Multispectral image compression Inter-spectrum sparse equivalent representation Adaptive clustering Wavelet coding Error compensation 
光谱学与光谱分析
2013, 33(10): 2740
祖琴 1,2,3,*邓巍 1,2王秀 1,2赵春江 1,2
作者单位
摘要
1 北京农业智能装备技术研究中心, 北京100097
2 国家农业智能装备工程技术研究中心, 北京100097
3 贵州大学电气工程学院, 贵州 贵阳550025
为了提高杂草识别的准确性和快速性, 利用光谱反射率差异区分作物与杂草。 首先利用SG卷积求导法与多元散射校正法的不同组合对原始光谱数据进行预处理, 然后利用主成分分析法(PCA)对各类植物进行聚类分析, 并根据主成分分析结果中各个最佳主成分对应的载荷图, 提取对各类植物识别敏感的特征波长, 最后以特征波长为输入变量, 用簇类的独立软模式(SIMCA)分类法对各类植物进行分类识别。 甘蓝与杂草的分类结果表明, 在1阶3次51点SG卷积求导法加上多元散射校正法(MSC)的最佳预处理基础上, 根据主成分分析中前3个主成分, 提取到23个特征波长, 以它们为输入变量, 利用SIMCA方法进行分类时, 建模集和预测集的识别率分别达到98.6%和100%。
主成分分析 特征波长 杂草识别 多元散射校正 聚类 Principal component analysis Feature wavelength Weed identification Multiplicative scatter correction Clustering 
光谱学与光谱分析
2013, 33(10): 2745
刘浩学 1,*崔桂华 2黄敏 1武兵 1[ ... ]罗明 3
作者单位
摘要
1 北京印刷学院印刷与包装工程学院, 北京102600
2 温州大学物理和电子信息学院, 浙江 温州325035
3 浙江大学颜色与影像技术研究中心, 浙江 杭州310027
为了建立液晶显示器颜色计算模型, 分别对EIZO CG19, IBM 19, DELL 19和HP 19 LCD显示器进行了通道独立性和颜色叠加性的检验。 通过检验单通道和双通道数字驱动值与颜色三刺激值之间的关系可以验证各通道之间的独立性, 从而证明了上述显示器的显示色与三原色光谱辐亮度函数之间存在线性叠加关系。 实验中发现三原色光谱辐亮度与数字驱动值的关系是波长的非线性函数, 提出了一种按波长分区法计算三原色光谱辐亮度函数的方法, 用RGB三原色的测量光谱拟合出各波长辐亮度值与数字驱动值之间的三次多项式关系, 利用这个关系可计算得到任意数字驱动值对应的三原色光谱辐亮度曲线, 然后可按颜色相加关系由三原色光谱辐亮度曲线计算出任意数字驱动值下的显示色。 实验结果表明, 只需要测量少量几个数字驱动值下的光谱曲线就可以准确计算出任意数字驱动值下的三原色光谱辐亮度曲线, 进而计算得到任意混合色的光谱辐亮度曲线, 大大减少了测量样品数量。 这种计算方法所需的测量样品数量少、 计算准确度高, 可以满足工业应用的精度要求, 能作为LCD显示器颜色特征化的一种方法。
光谱的叠加性 光谱分区颜色计算 LCD显示器 色光加色混合 颜色特征化 Spectral property Piecewise spectral model LCD monitor Color additivity Color characterization 
光谱学与光谱分析
2013, 33(10): 2751
作者单位
摘要
1 土壤与农业可持续发展国家重点实验室(中国科学院南京土壤研究所), 江苏 南京210008
2 安徽工业大学, 安徽 马鞍山243002
为揭示中原黄泛区土壤盐分三维空间分布特点, 以河南省封丘县为研究区域, 综合应用土壤采样数据与遥感影像数据, 利用光谱指数法与三维反距离权重法(IDW)对三维土壤盐分空间变异特征进行了解析与评价, 显著提升了区域土壤盐分的三维预测精度。 研究区域土壤电导率变异系数在0.218~0.324之间, 属中等变异强度; 各层土壤电导率的平均值在0.121~0.154 ds·m-1之间, 土壤盐分高值区主要分布在天然渠与黄河沿线区域, 研究区盐渍土剖面类型属“底聚型”, 即随着深度增加土壤盐分含量逐渐增大, 呈现底土积盐的趋势; 该研究表明应用以光谱指数数据为基础的三维IDW方法对区域土壤盐分三维特征进行解析可以达到较高精度。 该研究为中原黄泛区盐渍障碍耕地的治理利用提供了可靠技术方法。
光谱指数 反距离权重法 土壤盐分 三维空间变异 Spectral indices Inverse distance weighting Soil salinity Three-dimension spatial variability 
光谱学与光谱分析
2013, 33(10): 2758
作者单位
摘要
北京印刷学院, 北京102600
采用化学沉淀法, 以硝酸锌和六次亚甲基四胺的水溶液为生长溶液, 在涂覆氧化锌晶种层的玻璃衬底上制备了定向生长的氧化锌纳米棒阵列, 并研究了添加剂聚乙烯亚胺的浓度对氧化锌纳米棒形貌和结构的影响。 X射线衍射和场发射扫描电镜的结果表明, 合成的氧化锌纳米棒阵列较为均匀致密, 具有六方纤锌矿结构, 且有沿(002)晶面择优生长的特性; 随着聚乙烯亚胺浓度的增加, 氧化锌纳米棒的直径减小, 直径分布趋于均匀, 且氧化锌纳米棒的形貌也从锥状转变为柱状结构; 另外, 聚乙烯亚胺的加入对氧化锌的生长速度具有抑制作用, 当聚乙烯亚胺的浓度增加至0.012 mol·L-1时, 无氧化锌阵列生长。 对氧化锌纳米棒阵列进行了拉曼光谱表征, 结果表明, 随着溶液中聚乙烯亚胺浓度的增加, 氧化锌纳米棒的氧空位缺陷减少。 最后, 对聚乙烯亚胺浓度对氧化锌纳米阵列影响的机理进行了探讨。
聚乙烯亚胺 氧化锌纳米阵列 化学沉淀法 Polyethyleneimine ZnO nanorod arrays Chemical precipitation method 
光谱学与光谱分析
2013, 33(10): 2762
作者单位
摘要
1 中国热带农业科学院分析测试中心, 海南省热带果蔬产品质量安全重点实验室, 海南 海口571101
2 同济大学环境科学与工程学院, 长江水环境教育部重点实验室, 上海200092
基于萤火虫萤光素酶生物发光反应体系, 以SpectraMax M5酶标仪为发光强度测试设备, 建立了测定化学物对萤光素酶抑制毒性的微板发光测试新方法。 系统地研究了萤光素酶浓度、 萤光素浓度、 ATP浓度、 pH、 温度、 反应时间等实验条件对发光强度的影响。 发现ATP对发光呈现双相响应关系, 最大发光度出现在ATP浓度为1.1×10-4 mol·L-1。 应用该方法成功地测定了NaF, NaCl, KBr和NaBF4对萤光素酶的发光抑制毒性效应, 基于非线性最小二乘法拟合化学物对萤光素酶毒性的剂量-效应曲线(DRC), 拟合效应与实验结果之间的决定系数(R2)均大于0.99。 通过拟合的DRC参数, 准确地计算了化学物的半数效应浓度EC50。 对比有关文献方法, 萤光素酶毒性测试的微板发光法具有更简便快捷, 节省试剂药品, 便于多次平行测定从而提高准确度等优点。
萤光素酶 微板发光法 最小二乘法 剂量-效应曲线 ATP双相响应 Luciferase Microplate luminometry Least square Dose-response curve ATP biphasic response 
光谱学与光谱分析
2013, 33(10): 2766
刘娅 1,2,*潘贤章 1王昌昆 1,2李燕丽 1,2[ ... ]解宪丽 1
作者单位
摘要
1 中国科学院土壤环境与污染修复重点实验室(南京土壤研究所), 江苏 南京210008
2 中国科学院大学, 北京100049
3 中国科学院南京分院, 江苏 南京210008
近年来光谱技术以其经济、 高效的优势在土壤盐渍化监测研究中得到重视, 但是由于土壤水分对反射光谱影响很大, 土壤湿润条件下监测精度难以满足农业生产需求。 通过对盐土土柱室内模拟蒸发过程中的反射光谱和水分、 盐分变化的连续监测, 利用多元逐步回归方法, 建立了1 370~1 610 nm光谱对称度与土壤表层含盐量、 含水量之间的线性关系模型, r为0.863; 用该模型反演表层土壤含盐量, 实测值与预测值之间线性关系的r为0.656(n=54), RMSE为2.059 g·kg-1。 利用光谱对称度可以实现土壤湿润条件下土壤盐分含量预测。
土壤盐渍化 土壤湿润条件 光谱对称度 土壤含盐量 预测 Soil salinity Wet condition Spectral symmetry Soil salt content Prediction 
光谱学与光谱分析
2013, 33(10): 2771
作者单位
摘要
1 首都师范大学三维信息获取与应用教育部重点实验室, 北京100048
2 北京航空航天大学机械工程与自动化学院, 北京100191
3 清华大学电子工程系, 北京100084
针对用PCA融合方法进行高光谱遥感影像和高分影像融合会出现一定程度的光谱失真问题, 提出了一种改进的弱光谱畸变PCA融合方法。 采用NCUT(normalized cut)影像分割算法, 将复杂的高光谱遥感影像对象化, 增加融合样本的线性可分性, 从而削弱传统PCA融合产生的光谱畸变; 运用图论和聚类理论生成表达像素间相似度的权重矩阵和若干掩膜, 并用这些掩膜切割高光谱影像与高分影像, 再分别融合其对应匹配的子区域对象, 最后将所有子区域融合结果拼接成一幅影像。 使用Hyperion高光谱数据和Rapid Eye高分影像进行实验, 结果表明: 该方法在保证融合结果空间分辨率提升和纹理信息不变的前提下, 光谱保真能力优于传统的PCA融合方法。
光谱畸变 高光谱图像 PCA融合 图像切割 Spectral distortion Hyperspectral image PCA fusion Image segmentation 
光谱学与光谱分析
2013, 33(10): 2777
作者单位
摘要
1 河北工业大学机械工程学院, 天津300130
2 天津同阳科技发展有限公司, 天津300457
环境污染气体监测是防治大气污染的前提条件。 污染气体的监测方法中, 光谱分析方法具有原理和结构简单、 响应速度快、 精度高等优点。 差分吸收光谱法利用气体分子在紫外-可见光谱范围的特征吸收来测量其浓度含量, 是环境气体监测领域的典型光谱分析方法。 根据差分吸收光谱的测量原理, 提出光纤收发一体测量结构, 将该结构应用于空气质量监测中。 氙灯光源经耦合透镜耦合后进入入射光纤, 经望远镜系统准直后出射, 经过被测气体之后, 由位于被测气体另一端的角锥棱镜反射后沿原路返回, 再次经过望远系统汇聚, 携带被测气体的信息经出射光纤传入光谱仪。 根据该方法研制了样机, 采用SO2, NO2标准气体对样机进行标定, 并应用样机对大气中的污染气体进行现场监测。 实验结果表明, 该方法能够满足空气质量监测要求。
差分吸收光谱 收发光纤 空气质量监测 Differential optical absorption spectroscopy Transmit-receive fibers Air quality monitoring 
光谱学与光谱分析
2013, 33(10): 2783
作者单位
摘要
中国地质大学(武汉)珠宝学院, 湖北 武汉430074
“佘太翠”玉是一种新兴的玉石, 因产于内蒙古巴彦淖尔市乌拉特前旗大佘太地区, 地处著名历史人物佘太君故地而得名。 本文采用常规宝石学测试方法、 X粉晶衍射分析、 红外吸收光谱及激光拉曼光谱测试方法对“佘太翠”玉的宝石学特征、 谱学特征和结构特征进行了分析和研究。 研究结果表明, “佘太翠”玉的折射率在1.53~1.54, 密度为2.65~2.79 cm-1, 除纯白色品种硬度偏低(<5)外, 硬度为6.5~7。 “佘太翠”玉除纯白色品种外, 主要成分均为SiO2, 并可含有一定量的其他杂质矿物, 属石英岩玉; 纯白色“佘太翠”玉, 主要组成矿物为白云石(含量约为63.91%), 并含有一定量的SiO2(含量约为34.85%)和微量的方解石及钠长石, 属白云石玉。
“佘太翠”玉 红外吸收光谱 激光拉曼光谱 石英岩玉 白云石玉 “She tai cui” jade Infrared absorption spectrum Raman spectrum Quartzite jade Dolomite jade 
光谱学与光谱分析
2013, 33(10): 2787
张昱 1,2,*刘正君 1
作者单位
摘要
1 哈尔滨工业大学自动化测试与控制系, 黑龙江 哈尔滨150001
2 多伦多大学机械系CAOIFT中心, 加拿大 多伦多M5S3G8
提出了一种基于锁相载流子成像技术的太阳能电池特性研究方法。 激光激励的红外光生载流子辐射测量技术是一种动态的近红外调制的光致发光成像技术, 已经被证实为半导体输运参数的一种行之有效的非接触测量方法。 提出的锁相载流子成像技术则是一种基于红外相机的动态近红外光生载流子辐射光致发光法, 它是光生载流子技术在成像领域的延伸。 采用锁相载流子成像系统对10片样片进行了实验, 并对获得的红外图像进行了统计分析, 由此得到了载流子成像统计参数与太阳能电池光电转换效率间的相关特性。 结果表明, 锁相载流子成像的统计参数可用于表征太阳能电池的效率。
太阳能电池 载流子成像 锁相 光电转换效率 Solar cells Photocarrier radiometry (PCR) Lock-in Efficiency 
光谱学与光谱分析
2013, 33(10): 2791
张莹 1,2,*李正强 1王堰 1李凯涛 1,2[ ... ]吕阳 1
作者单位
摘要
1 中国科学院遥感与数字地球研究所, 北京100101
2 中国科学院大学, 北京100049
积聚模态比例(AMF)是细模态气溶胶光学厚度占总光学厚度的比例, 是估算直接辐射强迫和评估细颗粒物污染的重要参数。 利用2011年北京地区AERONET网站提供的气溶胶光学厚度(AOD)和粒子体积谱分布等微观参数, 计算极值修正后的细模态Angstrom指数(αf)并进行气溶胶光学厚度光谱退卷积计算, 改进AMF估算精度。 AMF估算误差主要是由于αf的误差估计偏小造成的。 通过统计模拟的αf极大值与极小值范围获取约束条件, 建立极值修正方法。 通过敏感性试验可知, 极值修正可将αf约束在合理范围内, 且αf和AMF对气溶胶归一化体积谱分布敏感, 不同谱分布可使αf从0.662变化到2.849, AMF从0.08变化到0.84。 经过极值修正后, AMF的平均误差从0.072减小到0.044, 减小了38.89%, 尤其在冬夏两季, 误差减小明显。 AMF精度的提高可直接提高细模态及人为气溶胶光学厚度的估算精度, 对人为气溶胶的直接辐射强迫估算、 气候变化评估和环境质量评价有着重要意义。
大气气溶胶 积聚模态比例 细模态Angstrom指数 Atmospheric aerosol Accumulation-mode fraction Fine-mode Angstrom index 
光谱学与光谱分析
2013, 33(10): 2795
作者单位
摘要
1 中国林业科学研究院资源信息研究所, 北京100091
2 数字地球重点实验室, 中国科学院遥感与数字地球研究所, 北京100094
以京津风沙源区的草地为研究对象, 选取中国自主BJ-1、 HJ数据及国外应用最为广泛的Landsat TM为数据源, 结合地面同步实测草地植被覆盖度、 叶面积指数和地上生物量数据, 系统比较三个传感器在草地生理参数估算方面的差异与能力。 研究结果表明: (1)HJ-1B与Landsat TM的红光波段与草地生理参量有更高相关性, 而BJ-1相对较弱, 但BJ-1近红外波段在草地生理参量遥感估算上明显优于HJ-1B与Landsat TM; (2)Landsat TM的植被指数在估测草地生理参量时好于HJ-1B与BJ-1数据, HJ-1B植被指数的表现优于BJ-1; (3)相对于植被指数, 全波段多元回归模型可以提升草地生理参量估测精度, 基于Landsat TM与HJ-1B的提升效果微弱, 而基于BJ-1数据的估算精度有明显提高, 其中基于BJ-1估算叶面积指数达到了最高精度(R2=0.61, RMSEP=0.15)。 总体来说, 自主国产遥感数据有其自己特色, 可供深入研究及推广应用的潜力很大。
京津风沙源 植被覆盖度 叶面积指数 地上生物量 Sandstorm source region in Beijing and Tianjin BJ-1 BJ-1 HJ HJ Fractional coverage Leaf area index Aboveground biomass 
光谱学与光谱分析
2013, 33(10): 2803
作者单位
摘要
1 山东农业大学农学院, 山东 泰安271018
2 山东农业大学资源与环境学院, 山东 泰安271018
3 土肥资源高效利用国家工程实验室, 山东 泰安271018
4 鲁东大学地理与规划学院, 山东 烟台264025
5 垦利县国土资源局, 山东 垦利257500
环境脆弱性定量遥感研究, 可以为环境脆弱性研究提供稳定的数据源支撑。 通过遥感反演获取区域环境脆弱性的空间分布。 从土壤和植被角度, 构建了环境脆弱性综合评价指标体系, 采用AHP-模糊评判方法计算采样点环境脆弱度, 并将其分别与样点ETM+光谱反射率及其转换数据的相关关系进行分析, 确定其敏感波段, 在此基础上, 采用传统回归方法、 基于BP人工神经网络分析方法和支持向量机回归方法建立环境脆弱度的光谱反演模型, 并采用该模型对研究区的环境脆弱度进行反演, 得到环境脆弱性度时空分布图。 结果表明, 返青期NDVI、 九月份NDVI以及返青期的亮度分量是环境脆弱度的ETM+敏感光谱参数, 模型精度比较结果显示, 除了支持向量机模型外, 其他模型都达到了显著水平, 其中以BP神经网络模型的精度最高, 传统回归模型也可满足预测需要, 但多元回归的模拟精度要高于一元回归模型。 研究结果可为大空间尺度的卫星水平环境脆弱性遥感反演提供理论支持。
环境脆弱性 遥感反演 Environmental vulnerability ETM+ Landsat ETM + Remote sensing retrieval 
光谱学与光谱分析
2013, 33(10): 2809
作者单位
摘要
1 国家测绘地理信息局第一航测遥感院, 陕西 西安710054
2 南京森林警察学院, 江苏 南京210046
3 北京林业大学测绘与3S技术中心, 北京100083
4 北京林业大学生态研究中心, 北京100083
多光谱遥感数据蕴含着大量的地表立地信息, 而传统立地质量评价体系主要使用了人工地面调查数据。 为了建立一套有效的立地质量评价体系, 以内蒙古赤峰市旺业甸林场为研究对象, 基于研究区域的多光谱遥感数据结合地面小班调查数据, 采用一种改进的反向传播人工神经网络(back Propagation artificial neural network, BPANN)模型, 以落叶松为例, 建立了遥感光谱因子结合立地因子与地位指数关系的神经网络模型, 对研究区域的小班进行立地质量评价研究。 通过训练数据集的敏感度分析剔除弱相关或不相关的因子, 简化了神经网络的规模, 提高了网络的训练效率, 得到了最优的地位指数预测模型, 模型的预测精度达到95.36%, 与使用传统小班调查数据建立的神经网络模型的预测结果进行了比较, 精度提高了9.83%, 说明使用多光谱遥感数据+小班调查数据确定的落叶松地位指数预测模型具有最高的预测精度。 多光谱遥感数据十分适用于森林立地质量评价, 改进BP神经网络具有理想的预测精度, 充分证实了该方法的有效性和优越性。
立地质量 多光谱遥感 神经网络 Site quality Multispectral remote sensing Neural Network 
光谱学与光谱分析
2013, 33(10): 2815
作者单位
摘要
辽宁师范大学海洋经济与可持续发展研究中心, 自然地理与空间信息科学辽宁省重点实验室, 城市与环境学院, 辽宁 大连116029
氮素是植被进行生命活动的必需元素, 它在蛋白质、 核酸、 叶绿素和酶等物质的生物合成中起重要作用, 并在植被的光合作用中起到关键作用。 植被氮素浓度高光谱遥感反演技术是自20世纪70年代以来的研究热点。 近年来随着高光谱遥感技术的发展, 可将光谱波段在某一光谱区域进行细分的优势, 为与植被氮素相关的光谱特性研究提供了有力的技术手段。 结合近几年主要地理科学文献上发表的植被氮素浓度高光谱遥感监测的最新研究成果, 介绍了植被氮素浓度高光谱遥感监测的原理及相关问题。 从植被氮光谱指数、 叶绿素指数的植被氮含量反演、 回归模型和反演植被氮浓度影响因素的消除方面, 详细介绍了植被氮素浓度高光谱遥感反演这四个方面的主要技术方法, 总结分析了研究结论, 并讨论了研究发展趋势。
植被 氮素 高光谱遥感 反演技术 Vegetation Nitrogen Hyperspectral remote sensing Inversion technology 
光谱学与光谱分析
2013, 33(10): 2823
作者单位
摘要
1 中国科学院新疆生态与地理研究所, 新疆 乌鲁木齐830011
2 中国科学院大学, 北京100049
3 北京联合大学应用文理学院, 北京100083
4 新疆大学资源与环境科学学院, 新疆 乌鲁木齐830046
选取新疆奇台县的134个土壤样本, 利用土壤反射率对数的一阶导数光谱分别对四种小波函数进行多层离散分解, 采用PLSR方法分别建立了土壤碱解氮含量的反演模型, 并对其精度值进行检验。 结果表明: 小波分解获得的各层低频系数以1~3层较高, 而其余各层则较低。 所有函数分解的6层中, 均以第2层低频系数建模的精度最高, 随着分解层数的增加, 其精度值和显著性明显降低。 相同尺度下, 采用四种小波函数的低频系数构建的反演模型的精度差异较小, 而Bior1.3为最优函数; 基于Bior1.3分解的ca2低频系数建模的R2达0.977, RMSE仅为7.51 mg·kg-1, 且为极显著, 为最佳反演模型, 经检验, 可用以快速、 准确估算土壤高光谱碱解氮含量。
土壤高光谱 碱解氮 反演模型 奇台县 Soil hyperspectral Alkali hydrolyzable nitrogen Inversion model Qitai 
光谱学与光谱分析
2013, 33(10): 2828
作者单位
摘要
1 中国科学院大学资源与环境学院, 北京100049
2 中国水利水电科学研究院, 北京100048
植被冠层含水量广泛应用于农业、 生态和水文等研究中。 本文基于PROSAIL模型, 建立了利用Hyperion高光谱数据定量反演植被冠层含水量的模型。 首先, PROSAIL模型模拟植被冠层反射特征表明, 970 nm水吸收带右侧曲线(980~1 070 nm)一阶导数D980~1 070与冠层含水量关系密切, 决定系数达0.96。 基于此, 利用Hyperion数据的983, 993, 1 003, 1 013, 1 023, 1 033, 1 043, 1 053, 1 063 nm共9个波段计算D980~1 070, 并利用所建模型反演植被冠层含水量。 最后, 利用黑河流域盈科绿洲的实测数据对反演结果进行了验证, 其平均相对误差为12.5%, 均方根误差在0.1 kg·m-2内, 结果表明该模型可靠。 该研究可以为大范围获取植被含水量信息提供有效方法。
PROSAIL模型 一阶导数 植被冠层含水量 Hyperion Hyperion PROSAIL model First derivative Vegetation canopy water content 
光谱学与光谱分析
2013, 33(10): 2833
作者单位
摘要
中国农业科学院农业资源与农业区划研究所, 农业部植物营养与肥料重点实验室, 北京100081
以两年完整生育期玉米田间试验为基础, 利用便携式地物光谱仪和叶绿素仪(SPAD-502)分别测定了叶片高光谱数据和叶绿素含量(SPAD), 在两者相关分析的基础上, 选取多种光谱参数分别构建了每年的叶片SPAD预测模型, 并对模型进行了详细的验证和评价。结果表明: 两年间叶片光谱反射率及其一阶导数的平均值曲线差别很小; 两年间叶片SPAD与光谱反射率及其一阶导数的相关系数曲线的敏感区域基本相同; 以一阶导数为光谱参数构建的预测模型效果不稳定; 以LCI和DSI(R550附近, R680附近)和DSI(R680附近, R710附近)构建的预测模型效果良好, 能有效预测玉米叶片SPAD。
玉米叶片 高光谱数据 预测模型 Maize leaf Soil plant analysis development SPAD Hyperspectral data Prediction model 
光谱学与光谱分析
2013, 33(10): 2838
作者单位
摘要
北京农业智能装备技术研究中心, 国家农业智能装备工程技术研究中心, 北京100097
从高光谱数据中选取能够有效进行内部品质检测的特征波长, 是利用高光谱成像技术进行水果品质定量分析的关键。 本文采用遗传算法(GA)、 连续投影算法(SPA)和GA-SPA算法分别从400~1 000 nm的苹果高光谱图像中提取特征波长, 利用偏最小二乘法(PLS)、 最小二乘支撑向量机(LS-SVM)和多元线性回归(MLR)建模进行苹果可溶性固形物含量(SSC)的定量分析并进行了综合比较。 160个样品中, 120个用于建模, 40个用于预测。 比较发现SPA-MLR模型获得了最好的结果, R2p, RMSEP和RPD分别为0.950 1, 0.308 7和4.476 6。 结果表明: SPA能够有效地用于高光谱数据的变量选择, 利用SPA-MLR可建立稳健的苹果SSC预测模型, 较少的有效变量和MLR模型的易解释性表明该模型在在线检测和便携式仪器开发中具有较大的应用潜力。
高光谱成像 苹果 可溶性固形物含量 变量选择 多元校正分析 Hyperspectral imaging Apple Soluble solids content Variable selection Multivariate calibration analysis 
光谱学与光谱分析
2013, 33(10): 2843
作者单位
摘要
中国农业大学信息与电气工程学院, 北京100083
对玉米种子高光谱图像的光谱维信息进行分析, 探索利用高光谱图像技术鉴定玉米杂交种纯度的可行性。 实验中利用高光谱成像系统采集玉米品种农华101的母本和杂交种的高光谱图像, 波长范围871~1699 nm; 在每个玉米样本上提取感兴趣区域的平均光谱信息, 利用处理后的数据建立农华101母本和杂交种的鉴定模型。 讨论了样品的摆放方式(种子胚正对光源和背对光源, 种子在样品台上的位置)和实验环境对鉴定模型性能的影响。 鉴定模型对不同摆放方式和实验环境下获得的同种样品的光谱的正确识别率和正确拒识率均达到90%以上, 模型稳健性良好。 利用Qs方法选择特征波段<参考文献原文>, 发现在1 230 nm附近(1 195~1 246 nm)农华101的母本和杂交种差异最大。 实验中利用特征波段内的数据进行建模和测试, 正确识别率和正确拒识率达到90%以上, 与利用全波段(925~1597 nm)获得的识别效果相当。 分析结果表明, 利用高光谱图像技术鉴定玉米杂交种纯度是可行的。
玉米杂交种 纯度鉴定 高光谱图像技术 Maize hybrid Purity identification Hyperspectral image technology 
光谱学与光谱分析
2013, 33(10): 2847
作者单位
摘要
广西师范学院化学与生命科学学院, 广西 南宁530001
基于农药水胺硫磷对油溶性CdSe量子点荧光猝灭的现象, 建立了一种简单、 快速、 直接检测农药水胺硫磷的新方法。 在最佳实验条件下, 油溶性CdSe量子点的荧光猝灭程度与水胺硫磷浓度在2.30×10-7~1.09×10-5 mol·L-1范围内呈较好的线性关系, 相关系数为0.999 9, 对水胺硫磷的检出限为1.1×10-7 mol·L-1。 本法已成功用于大米和小麦面粉样品中水胺硫磷农药残留的检测, 加入回收率在93.3%~105.0%之间, 结果满意。 结合紫外-可见吸收光谱及时间分辨荧光光谱, 探讨了水胺硫磷对油溶性CdSe量子点荧光猝灭的机理。 研究结果表明, 水胺硫磷能有效改变油溶性CdSe量子点的表面状态, 增大了表面缺陷和非辐射重组的发生, 从而使油溶性CdSe量子点的荧光猝灭。
CdSe量子点 荧光探针 水胺硫磷 荧光猝灭 CdSe quantum dots Fluorescence probe Isocarbophos Fluorescence quenching 
光谱学与光谱分析
2013, 33(10): 2853
作者单位
摘要
1 沈阳师范大学物理科学与技术学院, 辽宁 沈阳110034
2 沈阳师范大学实验中心, 辽宁 沈阳110034
采用二元比例X射线荧光光谱法测定铁钡氧体BaFe12O19中铁(Fe)和钡(Ba)的含量, 为铁钡氧体BaFe12O19的定量分析建立了一种新的分析方法。 选取纯Fe粉(分析纯)及纯BaCO3粉(分析纯), 采用粉末压片法自制标准样品, 建立了定标曲线。 选用Fe含量为75%、 Ba含量为17.4%的标准样品作为验证样品, 对定标曲线的准确度进行验证。 经分析得到验证样品中Fe和Ba含量分别为75.68%和16.92%, 相对标准偏差分别为0.317%和1.11%, 可知定标曲线具有良好的线性关系, 且准确度高, 精密度好。 实验测得BaFe12O19样品中Fe和Ba的含量分别为57.28%和13.42%, 相对标准偏差为1.05%和0.73%。
X射线荧光光谱 二元比例法 铁钡氧体BaFe12O19 X-ray fluorescence spectrometry Binary ratio Barium ferrite BaFe12O19 
光谱学与光谱分析
2013, 33(10): 2858
作者单位
摘要
中国科学院壳幔物质与环境重点实验室, 中国科学技术大学地球和空间科学学院, 安徽 合肥230026
为了探讨岩浆侵入对煤结构参数的演化规律, 对淮南煤田朱集区13-4钻孔内岩浆接触带两侧的4个煤样品进行了X射线衍射和激光共焦显微拉曼光谱测试和分析。 结果表明: 煤的XRD光谱均显示出较高的背景强度, 在26°与42°附近出现明显的石墨衍射峰; 煤的拉曼光谱在1 000~2 000 cm-1波数范围内有两个明显的振动峰, 分别为宽缓的D峰(1 328~1 369 cm-1)和尖锐的G峰(1 564~1 599 cm-1)。 在岩浆侵入的影响下, 煤结构参数的变化与煤级的变化有很好的相关性。
接触变质煤 煤结构参数 激光Raman光谱 Contact-metamorphic coal Coal structural parameters X-ray diffraction XRD Laser confocal microscope Raman spectroscopy 
光谱学与光谱分析
2013, 33(10): 2861
作者单位
摘要
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所应用光学国家重点实验室, 吉林 长春130033
设计并实现了一种涵盖400~950 nm的全自动CCD器件相对光谱响应测试仪。 分析了成像器件的相对光谱响应测试原理, 采用宽光谱、 高灵敏度响应的科学级光纤光谱仪QE65000作为参考探测器, 基于单光路直接比较法, 构建了CCD器件相对光谱响应测试仪器。 该装置可全自动完成CCD器件的相对光谱响应测量, 不确定度分析结果表明, 该装置对CCD器件开展相对光谱响应测试的最大不确定度为6.21%, 满足应用需求, 可为CCD等图像传感器甄选、 参数性能评价及后续整机测试提供关键数据支撑。
相对光谱响应 全自动测试 不确定度 CCD CCD Relative spectral response Auto testing Uncertainty 
光谱学与光谱分析
2013, 33(10): 2865
作者单位
摘要
北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院, 精密光机电一体化技术教育部重点实验室, 北京100191
设计声光可调谐滤波器(AOTF)成像光谱仪时, ZEMAX等软件缺乏AOTF光学表面, 导致光学设计困难, 本文根据波矢量匹配原理, 在ZEMAX中建立了基于声光衍射效应的AOTF自定义表面模型, 实验表明该模型能够实现AOTF的衍射光精确追迹。 在此基础上, 针对传统方法校正AOTF横向色差时残差较大的问题, 提出了基于胶合棱镜的高精度横向色差校正方法, 结合AOTF自定义表面, 完成了胶合棱镜的玻璃组合和顶角的自动优化。 结果表明, 文章提出的自定义表面和胶合棱镜色差校正相结合的方法大大方便了AOTF成像光谱仪的设计, 能够将横向色差控制到0.000 3°, 比以往方法提高了一个量级, 有效抑制了光谱图像的漂移。
AOTF成像光谱仪 自定义表面 色差校正 胶合棱镜 AOTF imaging spectrometer User defined surface Chromatic aberrations correction Doublet prism 
光谱学与光谱分析
2013, 33(10): 2869
作者单位
摘要
太原科技大学计算机科学与技术学院, 山西 太原030024
频繁模式是频繁出现在数据集中的模式, 在数据挖掘中起着非常重要的作用。 针对恒星光谱分类任务, 在频繁模式的基础上, 提出一种基于分类模式树的恒星光谱分类规则挖掘方法。 首先根据数据库中恒星光谱各属性出现的频率不同, 其在分类中的重要程度也不同的特征, 提出一种新的树型结构——分类模式树, 给出了相关概念及其构造方法SSCPTC, 然后, 将恒星光谱的特征信息映射到分类模式树上, 通过采用自顶向下和自底向上两种模式相结合的方法对分类模式树进行遍历, 实现分类规则的提取, 同时引入模式有用度的概念来调整分类规则的数量、 提高分类模式树的构造效率; 最后采用国家天文台提供的SDSS恒星光谱作为实验数据, 验证了该方法的正确性, 而且具有较高的分类正确率。
恒星光谱 分类规则 模式有用度 决策属性 Star spectrum Classification rule Pattern capability Decision attribute 
光谱学与光谱分析
2013, 33(10): 2875