以视觉方法观测能见度为研究核心, 提出了基于双光源图像特征的夜间能见度观测方法, 完成在各种不同天气情况下, 对能见度的大范围、 高精度、 高鲁棒观测。 首先分析多次散射条件下, 光源图像亮度变化与大气消光之间的关系, 得出反演能见度的基本模型, 接着, 研究了准确获取与能见度相关的光源图像特征提取算法, 并提出了一种能消除光源波动的双光源能见度计算方法。 最后, 使用基于双光源图像特征的能见度观测系统在不同气象条件下进行实验, 结果表明, 在采用35 m基线长度, 设定观测上限为15 000 m时, 观测误差均小于20%, 能够满足气象与交通部门的要求。

拉曼谱峰识别是拉曼定性分析中的关键技术之一, 针对现有拉曼谱峰识别方法中存在的缺陷和不足提出了一种双尺度相关拉曼光谱谱峰识别方法, 即采用两个尺度下的相关系数与局部信噪比相结合来实现拉曼谱峰识别。 利用MATLAB对所提算法与传统的连续小波变换法进行了对比分析, 并通过实测拉曼光谱进行验证。 分析结果: 双尺度相关法识别一幅拉曼谱的平均时间为0.51 s, 连续小波变换法为0.71 s； 当谱峰信噪比≥6时（现代拉曼光谱仪器均可达到较高的信噪比）, 双尺度相关法的谱峰识别准确率高于99%, 连续小波变换法的谱峰识别准确率小于84%, 且双尺度相关法谱峰位置识别误差的均值与标准差均要小于连续小波变换法。 通过仿真对比分析和实验验证表明: 双尺度相关法具有无需人工干预, 无需做去噪及去背景等预处理操作, 识别速度快, 识别准确率高等特点, 是一种切实可行的拉曼谱峰识别方法。

利用拉曼散射技术对N型4H-SiC单晶材料进行了30～300 K温度范围的光谱测量。 实验结果表明, 随着温度的升高, N型4H-SiC单晶材料的拉曼峰峰位向低波数方向移动, 峰宽逐渐增宽。 分析认为, 晶格振动随着温度的升高而随之加剧, 其振动恢复力会逐渐减小, 使振动频率降低； 原子相对运动会随温度的升高而加剧, 使得原子之间及晶胞之间的相互作用减弱, 致使声学模和光学模皆出现红移现象。 随着温度的升高, 峰宽逐渐增宽。 这是由于随着温度的升高声子数逐渐增加, 增加的声子进一步增加了散射概率, 从而降低了声子的平均寿命, 而声子的平均寿命与峰宽成反比, 因此随着温度的升高峰宽逐渐增宽。 声子模强度随温度升高呈现不同规律, E2(LA), E2(TA), E1(TA)和A1(LA)声子模随着温度升高强度单调增加, 而E2(TO), E1(TO)和A1(LO)声子模强度出现了先增后减的明显变化, 在138 K强度出现极大值。 分析认为造成原因是由于当温度高于138 K时, 高能量的声子分裂成多个具有更低能量的声子所致。

应用英国Edinburgh FLS920P稳态和时间分辨荧光光谱仪测量了12个混合色素样本的三维荧光光谱, 将得到的三维荧光光谱数据矩阵（EEMS）与平行因子算法相结合, 来建立一种检测食品色素的方法。 实验中, 使用核一致诊断法（CORCONDIA）确定了混合溶液的组分数为3, 然后利用平行因子分析法（PARAFAC）, 得到胭脂红、 诱惑红的平均回收率分别为（99.3%±5.0%）和（102.2%±5.6%）, 且预测均方根误差（RESEP）分别为（0.054）和（0.205）。 结果表明, 该法可在干扰物质苋菜红存在的情况下, 对混合溶液中胭脂红、 诱惑红二种色素同时定量测定, 具有简便、 快速等优点, 可为合成食品色素的检测提供借鉴。

用荧光猝灭法研究猝灭剂与荧光供体的相互作用时, 内滤效应会使分析结果不准确, 需加以校正, 其中物理与化学方法存在操作复杂、 耗资大等缺点, 而数学方法简便快捷, 较易推广使用。 采用荧光光谱法分析酚类物质与蛋白质的相互作用时内滤效应明显, 然而目前针对酚类物质与蛋白质作用的荧光校正, 国内外鲜见报道。 以柿单宁级分（PT40）、 A型连接ECG二聚体和EGCG为多酚化合物的代表, 以中华眼镜蛇磷脂酶A2（PLA2）为蛋白模型, 比较了四种数学公式的校正结果, 以经典Stern-Volmer回归方程的K值、 线性相关性及截距为评价标准, 优选一种适用于多酚物质与蛋白质作用的荧光校正方法, 并以PT40-PLA2为例, 分析校正前后的差异。 结果表明, 用Gauthier等建立的数学公式进行校正后, K值有所降低, 线性相关性变好且截距更接近于1, 此外用该式对PT40-PLA2体系进行荧光校正后PT40与PLA2相互作用的结合常数仅为校正前的60%, 且对两者相互作用力类型的判断更加准确, 推断该式更适合于多酚与蛋白质作用的荧光内滤效应校正。

以光源发射光谱和逆反射材料光谱反射率曲线为基础, 通过数据拟合的方式研究了多种光源照射条件下材料逆反射系数的相对关系及其变化趋势。 在已有标准A光源测试系统基础上, 分别测试氙灯、 卤素灯、 不同色温白光LED光源发射光谱和红、 黄、 白、 绿、 蓝五种逆反射材料的光谱反射率曲线, 并通过拟合计算得到同一材料在不同光源照射条件下的相对逆反射系数修正因子。 分析结果表明, 在可见光范围内具有连续光谱反射率曲线分布的白色材料逆反射系数数值受入射光源光谱变化较小, 而单色材料逆反射系数受入射光源光谱差异影响较大, 且呈现不同的变化趋势: 以卤素光源入射条件下材料逆反射系数测试结果为基础值, 不同色温的白光LED、 氙灯光源对红色和黄色材料逆反射系数具有正增益效果, 且随着光源色温的升高, 红色和黄色材料逆反射系数呈下降趋势, 降幅最高分别达到47.7%和4.9%； 绿色和蓝色材料逆反射系数呈上升趋势, 涨幅最高达到16.5%和28.9%。

光谱学方法是检测痕量高毒性有机磷农药的重要手段。 利用G09程序包对敌百虫和敌敌畏的基态结构、 红外光谱、 核磁共振谱、 紫外-可见光谱以及激发态结构和荧光/磷光光谱进行研究, 从分子轨道角度揭示了其发光实质, 为敌百虫和敌敌畏的检测提供理论依据。 研究结果表明: (1）敌敌畏和敌百虫IR光谱在1 107 cm-1附近有一个较强吸收峰, 为P—O键的伸缩振动模式, 而敌百虫存在与O—H键有关强吸收峰； (2）敌敌畏的UV-Vis吸收光谱, 在182.03 nm处有强吸收, 而敌百虫在192.42 nm处有弱吸收, 分别属于ππ*和σπ*跃迁； (3）敌敌畏的发射光谱很弱, 且出现双荧光/磷光现象, 这可能与敌敌畏基态存在共振结构有关； (4）敌百虫的荧光光谱在1 849.22 nm处有一很特别的宽峰, 对应S1态LUMO到HOMO的跃迁。

卟啉类化合物是一类重要的光化学材料, 其衍生物特殊的光电特性在各个领域中得到了广泛的应用。 利用密度泛函理论(DFT)研究了(free base porphyrin, FBP)及其异构体(neo-confused porphyrin, NECP)和(n-confused porphyrin, NCP)三种卟啉环的几何结构和分子轨道能级。 采用TDDFT方法计算真空和溶剂场极化连续模型下三者的吸收光谱。 计算表明由于N原子位置变化, FBP, NECP和NCP在Soret带和Q带两个特征吸收峰也有不同。 按FBP, NECP和NCP顺序, 分子轨道能级LUMO依次降低, HOMO轨道依次升高, 从而造成吸收光谱红移。 HOMO和HOMO－1轨道能级的分裂造成了FBP和NECP的Soret带的多个吸收峰, 而NCP的LUMO和LUMO+1 的能级差与其HOMO和HOMO-1能级差几乎相等造成Soret带只有一个最高吸收峰。 计算结果表明不同溶剂(苯、 氯仿、 乙腈和水)条件下三者的Soret带和Q带特征吸收峰均有显著变化。 为此重点讨论了N原子位置的变化及在不同性质溶剂下FBP, NCP和NECP三类化合物Soret带/Q带吸收光谱性质的变化规律和机理。

采用数据可视化技术开发一种干红葡萄酒的光谱指纹图谱, 用于不同类别干红葡萄酒的鉴别。 实验采集我国河北沙城和昌黎两个产区的干红葡萄酒样品, 酒样在酿造年份、 品种和陈酿方式上有差异。 葡萄酒样品经反相C18柱分馏得到9个馏分, 低压旋转浓缩至干后, 再用与分馏样品等量的模拟酒溶解。 随后, 葡萄酒及其分馏样品经UV-Visible分析, 收集190～1 100 nm波段的光谱吸收值, 利用可视化技术处理数据得到供试酒样的光谱指纹图谱。 最后, 采用高效液相色谱-二极管阵列检测器(HPLC-DAD), 在指纹图谱差异明显的波段选择检测波长, 定性分析葡萄酒和馏分中的单体酚及其衍生物。 结果显示, 供试干红葡萄酒样品光谱特征的差异在190～600 nm。 不同品种干红葡萄酒的光谱数据可视化结果差异不大, 但不同年份酒样有明显的区别, 主要集中在520 nm的波段, 不同产地葡萄酒的差异主要体现在F8馏分上, 不同陈酿方式葡萄酒的可视化特征几乎涵盖整个可视化波段。 HPLC-DAD在280, 313, 365和520 nm波长下定性分析结果揭示了对光谱指纹图谱的特征有影响的单体酚及其衍生物。 研究结果表明, 采用可视化技术设计的葡萄酒光谱指纹图谱可以区分不同年份、 产地和陈酿方式的干红葡萄酒产品。

四氨基钴酞菁是一种很有前途的可见光催化剂, 为丰富和完整该物质结构性质及反应活性的理论体系, 尤其是其光谱性质的量子化学研究, 利用量子化学计算模拟和实验研究相结合的方式对四氨基钴酞菁的紫外-可见光谱进行了比对研究。 通过实验证明, 四氨基钴酞菁的二甲基甲酰胺(DMF)溶液在324.98和709.94 nm处出现两个明显的吸收峰。 在密度泛函法的B3LYP/3-21G*水平上, 采用含时密度泛函（time-dependent density functional theory, TD-DFT）方法模拟四氨基钴酞菁的紫外-可见吸收光谱显示, 得到了两个吸收谱带分别在321.41和709.92 nm处, 与实验值基本吻合, 证明密度泛函理论在四氨基钴酞菁的量子化学理论研究是有效可靠的。 通过量子计算还确定了每个吸收峰中各个电子跃迁的贡献率: 在326.22 nm处的吸收主要是电子从轨道152到163 LUMO的跃迁； 在314.42 nm处的吸收主要是电子从轨道149到164 LUMO+1的跃迁； 在747.57 nm处的吸收主要是电子从轨道162 HOMO到163 LUMO的跃迁； 在676.01 nm处的吸收主要是电子从轨道162 HOMO到164 LUMO+1的跃迁。 这些模拟数据对实验研究提供了极大的理论补充, 四氨基钴酞菁的紫外-可见光谱量子化学研究对后续实验指导及应用有十分重要的理论意义。

为提高番茄植株营养胁迫定量分析模型的精度, 探究偏振检测在植物单叶尺度进行无损检测的优势, 利用自行研制的偏振反射光谱系统检测不同生长期温室番茄缺素叶片偏振反射特征。 对影响番茄单叶偏振反射的主要因素: 方位角、 入射天顶角、 探测天顶角、 光源偏振片起偏角度、 探测器偏振片起偏角度进行了讨论, 通过正交试验的极差分析获取光谱仪各测量角度参数的优水平, 并通过实验进一步验证, 最终分析得到偏振光谱系统检测番茄缺素叶片的角度组合及主次排序为: 入射天顶角60°、 光源起偏角度0°、 探测器起偏角度45°、 探测天顶角45°、 方位角180°, 在此基础上对不同生长期的缺氮、 缺磷、 缺钾叶片以及不同缺素程度的叶片进行分析比较, 结果显示偏振反射比随番茄叶片的生长周期呈现正相关关系, 缺素和营养过量均能导致偏振反射比的下降, 偏振反射比在结果期和采收期的降幅较为明显。 对于偏振反射光谱在植物单叶尺度营养快速检测的深入研究具有一定的理论和实践意义。

针对常规极化SAR影像监督分类在分类时由于极化信息利用不完全, 导致分类结果不可信的缺陷, 在分析地物极化散射特性的基础上, 提出一种结合复Wishart分类器思想的极化SAR监督分类方法, 在监督分类的基础上, 利用几乎包含所有极化信息的相干矩阵进行后续分类, 利用地物所有极化散射信息完成类别的划分。 首先, 利用Cloude&Pottier极化特征组合对影像进行监督分类, 获得初始类别划分结果； 为纠正监督分类时仅利用特征矢量的空间分布特性进行类别划分导致的错误, 对监督分类结果精度评价及研究区地物散射相似性分析, 综合确定初始分类结果中分类效果较差、 待后续调整类别的像素集； 然后以各类别的相干矩阵均值为初始聚类中心, 利用核模糊C均值算法, 结合相干矩阵的复Wishart分布特性, 对待修正的像素集进行后续类别迭代调整, 获得精细分类结果。 采用国产X-SAR获取的海南陵水地区的全极化SAR影像进行分类试验, 结果表明: 提出的对极化SAR影像监督分类后利用地物散射特性相似性对错分像素重新进行聚类调整类别的方法, 与仅进行监督分类相比, 分类结果总体精度更高, 也更满足地物的散射特性。

Bloomfield很早指出, 在DNA凝聚过程中, 急剧弯折会导致DNA分子中出现“铰链(kink)”结构, 但未见实验证实。 基于紫外可见分光光度法, 分别在精胺、 亚精胺与DNA凝聚体系中加入氟化物以及氯化物, 发现二者虽同为卤族, 但对精胺-DNA凝聚体系的效应不同。 氟离子使精胺-DNA凝聚体系中出现了“蓝移增色”现象, 氯离子仅使该体系出现微弱的增色效应, 而二者对亚精胺-DNA凝聚体系的效应基本相同, 均出现微弱增色效应。 基于氟离子特殊性质, 设计一种能够有效探测DNA凝聚过程中“铰链(kink)”结构氟化物探针, 而且证实, 第二类“铰链（kink）”结构出现在精胺-DNA凝聚体系中。

利用光谱学方法, 对针-水电极和针-板电极直流辉光放电特性进行了比较研究。 结果发现两种装置产生的放电都有明显的分区现象, 从阴极到阳极分别为负辉区、 阴极暗区、 正柱区和阳极辉区。 针-板电极放电中可以清晰地观测到阳极暗区, 而针-水电极放电阳极暗区不明显。 对比两种放电的伏安特性曲线, 发现放电电压均随电流增大而减小, 但相同电流下针-水电极间的电压大于针-板电极间的电压。 由于伏安特性具有负斜率, 且放电电流密度介于10-5～10-4 A·cm-2, 说明两种装置中的放电均处于正常辉光放电阶段。 在正常辉光放电的范围内比较两种放电的发射光谱, 发现发射光谱中都包含N2的第二正带系（含波长为337.1 nm的谱线）和N+2的第一负带系(含波长为391.4 nm的谱线), 但相对强度不同。 利用光谱学方法对放电发射谱的谱线强度比I391.4／I337.1和振动温度进行了空间分辨测量, 发现相同位置处针-水电极放电的谱线强度比要比针-板电极放电的大, 并且相同位置处针-水电极放电的振动温度高。

槲皮素与牛血清白蛋白的相互作用机理以及影响因素的研究对于生物活性小分子与生物大分子的相互作用方式及其功能改变具有一定理论和实际意义。 运用荧光光谱、 紫外可见光谱、 同步荧光光谱、 自由基清除方法（DPPH和ABTS自由基清除率）, 研究了牛血清白蛋白与槲皮素在水、 二甲基亚砜和乙醇三种不同溶剂中的相互作用方式及其对槲皮素抗氧化性的影响。 结果表明: 槲皮素对牛血清白蛋白有较强的荧光猝灭作用, 且为静态与动态并存的复合猝灭方式, 相互作用力为疏水作用力。 三种溶剂中, 牛血清白蛋白与槲皮素的结合常数和结合位点数由大到小依次为: 水＞二甲基亚砜＞乙醇, 结合距离由大到小依次为: 乙醇＞二甲基亚砜＞水。 根据结合距离的大小可知, 结合作用由强到弱依次为: 水＞二甲基亚砜＞乙醇。 在三种溶剂中牛血清白蛋白的酪氨酸和色氨酸残基同时参与与槲皮素的相互作用。 未结合及结合牛血清白蛋白的槲皮素与DPPH自由基清除率均为30%, 未结合及结合牛血清白蛋白的槲皮素与ABTS自由基清除率相比, 由80%显著降低到70%。 三种溶剂对未结合及结合牛血清白蛋白的槲皮素的自由基清除能力无显著性影响。

遥感方法定量监测植被与气候变化的关系已经成为全球变化研究的一个重要领域。 攀西地区是我国长江上游重要的生态屏障, 对维持四川乃至我国整体生态环境的稳定具有重要作用。 基于攀西地区多年MODIS多光谱数据和气象数据对植被动态变化以及该变化与气候因子的关系进行了探讨。 结果显示, NDVI变化和气温、 降水呈正相关, 其中降水是影响攀西地区植被生长的主要气候因子, NDVI变化与秋季降水量变化呈现出良好的一致性； 研究区植被长势与气温和降水存在一定的时滞性, 主要体现在前1个月气温和降水对植被长势的影响上。

染料敏化薄膜太阳能电池作为一种新型的太阳能电池吸引了世界范围内的研究。 采用二氧化锡代替传统的二氧化钛作为染料敏化太阳能电池的光阳极, 使用含有I-/I-3氧化还原电解对的液态电解质。 同时, 通过原子层沉积(ALD)法, 在150 ℃下使用三甲基铝（TMA）和水作为前驱体和氧化剂沉积氧化铝。 并研究了ALD超薄氧化铝包覆二氧化锡颗粒对染料敏化太阳能电池光电转换效率的影响。 椭圆偏振仪（SE）分析结果表明ALD每周期沉积速率约为1.2 。 X射线衍射（XRD）和场发射扫描电镜（FESEM）的结果表明, 超薄氧化铝包覆没有影响多孔二氧化锡纳米晶薄膜的晶体结构和表面形貌。 紫外-可见光谱（UV-Vis）研究发现随着氧化铝的沉积周期数增加, 染料敏化电池光阳极吸附染料的能力增加。 最后, 对ALD氧化铝对染料敏化太阳能电池性能的影响机理进行了探讨。

为了建立立木材积模型, 每年有数十万棵优质活立木被伐倒, 这是一种破坏性较大的实验。 应用光电经纬仪自动量测与手工量测活立木地径、 胸径相结合, 通过活立木材积计算软件批量计算, 获得中林系107杨（Zhonglin aspens No.107）的胸径、 树高、 树干材积值400组数据集。 采用粒子群算法嵌入支持向量机（PSO-SVM）建立了非线性智能活立木材积预报模型, 并以400组实验数据集作为研究资料, 随机抽选300组数据的胸径和树高作为输入值, 材积为输出值, 用MATLAB软件运行PSO-SVM工具箱, 训练得到PSO-SVM模型, 用100组数据进行检验预测。 研究表明, PSO-SVM算法模型预测值与实测值间复相关系数r为0.91, r值比Spurr二元材积模型计算值高出2%, 平均绝对误差率提高0.44%。 引用经典Spurr二元材积模型计算值和PSO-SVM模型预报值进行对比, 认为将PSO算法引入到SVM参数优化中, 使活立木材积预报具有自学习能力和自适应能力, PSO-SVM模型对样本数量要求较小、 预报准确率高、 学习速度快, 具有很好的推广价值与应用前景。

针对目前国家标准分析方法检测水质总磷的技术不足, 提出一种常温常压条件下基于超声辅助Fenton试剂消解样品与光谱分析的水质总磷快速测定方法, 设计了在线分析实验系统, 研究了测定实验方法与技术, 针对实际环境水样, 展开了与国家标准分析方法的现场对比测试实验, 实验结果表明该消解方法在13.5 min内即可达到国家标准分析方法的消解率（97%～100%）, 检测周期为16 min, 解决了现有国家标准分析方法存在的技术不足, 对水质总磷快速在线监测仪器的研发提供了重要的实验基础与技术支持。

从漫射高光谱中可以获得被测物体成分、 结构及其分布等信息。 采用光纤光谱仪获取漫射高光谱是一种常用的方法。 Monte Carlo方法在研究光在浑浊介质的传播方面得到了广泛的应用。 然而, 使用Monte Carlo方法研究漫射高光谱时, 必须考虑实际的检测条件对信号采集的影响。 将光纤参数引入到Monte Carlo模型中, 研究了光纤参数对被检测光学信号的影响。 仿真结果表明, 孔径角和半径增大, 检测的漫射高光谱随之增大, 而光纤与被测物质表面的距离小于1 mm时对漫射高光谱的影响在一定程度上可以忽略。 进一步研究发现存在固定的修正系数使不同孔径角的光纤所采集的漫射高光谱转化为孔径角为π/2的光纤对应的信号。 同时, 得到了实际光纤孔径角范围内的修正系数拟合曲线。 不同半径的光纤通过面积归一化可以得到很好的一致性。 研究检测光纤参数对漫射高光谱的影响对实际测量有重要的指导意义, 而且不同光纤所对应的检测结果可以通过修正系数和面积归一化进行移植。

邻近效应会影响高光谱遥感的定量化应用, 而地气耦合辐射是邻近效应的重要组成部分。 高光谱遥感数据多受地形背光和阴影的影响, 不利于描述地物的光谱特性, 并且地形的相互遮蔽使得辐射在大气、 地表之间的耦合过程变得更加复杂。 为了满足高光谱数据模拟快速性的要求, 在深入分析辐射传输过程的基础上, 利用邻近地物和目标地物的相对方位以及局地地形特征描述背景等效反射率, 计算地气耦合辐射对传感器入瞳辐亮度的贡献, 从而在起伏地形下实现了精确的地气耦合辐射建模。 将此建模方法应用于高光谱遥感成像仿真, 通过对实测图像的模拟, 验证模型的有效性。 结果表明, 模拟图像与实测图像在视觉效果上具有较好的一致性； 在地形起伏区域, 仿真中采用改进后的地气耦合模型可提高模拟图像与实测图像的光谱相似度, 同时在地形平坦区域保持了较高的仿真精度。

光谱解混是用于定量分析高光谱图像中成分含量的一项重要技术方法, 主要包括线性解混模型和非线性解混模型。 线性解混模型构造简单, 但并未考虑不同成分光子间的相互影响, 导致解混结果在很多实际图像上不够精确。 常用的非线性混合模型中的双线性解混算法, 随着图像中端元数量增加, 虚拟端元的数量也随之快速增加, 计算精度受到很大的影响。 论文报道改进了双线性解混的模型, 并提出一种有效端元子集的选择算法。 首先结合欧氏距离和光谱夹角, 按照与混合像元的距离, 将所有端元排序； 然后利用排序结果和误差变化情况选择实际参与混合的端元子集。 从而降低了未参与特定混合像元混合的端元对解混结果的影响, 提高了解混精度。 对模拟图像的测试效果证明了该算法可以减小光谱的重构误差, 对实际航拍高光谱溢油图像的分析结果也进一步说明了算法的有效性。

ZnCuInS/ZnSe/ZnS量子点是一种无毒, 无重金属的“绿色”半导体纳米材料。 在研究中, 制备了三种尺寸的ZnCuInS/ZnSe/ZnS核壳量子点, 其直径分别为3.3, 2.7, 2.3 nm。 通过测量不同尺寸的ZnCuInS/ZnSe/ZnS量子点的光致发光光谱, 其发射峰值波长随尺寸的减小而蓝移。 其吸收峰值波长和发射峰值波长分别是510, 611（3.3 nm）, 483, 583（2.7 nm）以及447, 545 nm（2.3 nm）。 ZnCuInS/ZnSe/ZnS量子点具有显著的尺寸依赖效应。 ZnCuInS/ZnSe/ZnS量子点的斯托克斯位移分别为398 meV（3.3 nm）, 436 meV（2.7 nm）以及498 meV（2.3 nm）, 这样大的斯托克斯位移证明, ZnCuInS/ZnSe/ZnS量子点的发光机制与缺陷能级有关。 同时, 对直径为3.3 nm的ZnCuInS/ZnSe/ZnS量子点进行了温度依赖的光致发光光谱的测量, 当温度为15～90 ℃时, 该量子点发射峰值波长随温度的升高而红移, 发光强度随温度的升高而降低, 说明ZnCuInS/ZnSe/ZnS量子点是以导带能级与缺陷能级之间跃迁为主的复合发光。

基于北京市52个潮土样本的高光谱数据和Landsat TM、 环境减灾卫星(HJ)影像的波段响应函数, 生成宽波段多光谱模拟数据, 对比分析了室内实测光谱数据、 宽波段模拟数据与土壤有机质含量的相关性, 筛选敏感波段, 利用偏最小二乘法构建北方潮土有机质含量预测模型。 研究表明: 在宽波段模拟数据建立的模型中, 由Landsat TM模拟数据的差值土壤指数（DSI）、 比值土壤指数（RSI）、 归一化土壤指数（NDSI）及其第3波段共同构建的模型最优, 其决定系数与均方根误差分别为0.586和0.280； 与实测光谱数据相比, 模拟数据的最佳预测模型, 均优于除一阶微分、 弓曲差以外的其他10种高光谱模型。 因此, 利用多光谱数据预测潮土有机质含量是可行的。

针对小麦株型对LAI反演精度的制约, 利用地面实测的多角度数据, 提出采用热点指数反演高精度的不同株型小麦LAI。 通过分析京411紧凑型和中优9507披散型两种株型小麦在红光（670 nm）和近红外波段（800和860 nm）的二向反射光谱特征, 借鉴热暗点指数HDS和归一化热暗点信息指数NDHD, 构建了改进的归一化热暗点指数MNDHD和热暗点比值指数HDRI两个新热点指数。 将HDS, NDHD, MNDHD和HDRI与NDVI, SR和EVI相乘得到的热点组合指数用于不同株型小麦LAI的反演。 分析得出对紧凑型小麦京411, 由860 nm近红外波段的NDVI与MNDHD和HDRI的组合指数反演的LAI精度分别为0.943 1和0.909 2； 对披散型小麦中优9507, 由800 nm近红外波段的SR与HDRI和MNDHD的组合指数获得的LAI反演精度分别为0.964 8和0.895 6。 表明基于冠层的热点效应反演不同株型小麦LAI的方法可行, 多角度遥感数据在作物结构参数提取方面比常规观测数据更具优势。

氮素是果树生长发育的一种大量必需元素, 及时准确地监控果树的氮营养状况, 对果树的合理施肥、 增产、 优化果实品质以及减缓过量施氮引起的水资源污染具有重要意义。 利用高光谱成像技术结合多变量统计学方法, 建立了柑橘植株叶片的含氮量预测模型。 研究步骤为: 高光谱扫描、 提取平均光谱曲线、 预处理原始光谱数据、 采用连续投影法提取特征波段和建立含氮量预测模型。 从SG平滑、 SNV、 MSC、 1-Der等11种预处理方法中筛选出的较优预处理方法是SG平滑、 Detrending和SG平滑-Detrending。 对应这三种最优预处理方法, 先采用连续投影法挑选出各自的特征波长, 然后将各特征波段下的光谱反射率作为偏最小二乘、 多元线性回归和反向传播人工神经网络模型的输入, 各自建立三个预测模型。 从以上获得的9个预测模型中, 得出两个最优模型SG平滑-Detrending-SPA-BPNN（Rp: 0.851 3, RMSEP: 0.188 1）和Detrending-SPA-BPNN（Rp: 0.8609, RMSEP: 0.159 5）。 结果表明, 利用高光谱数据测定柑橘叶片含氮量具有可行性。 这为实时、 准确地监控柑橘植株生长过程中叶片含氮量的变化以及合理科学的氮肥施加提供了一定的理论基础。

采用激光诱导击穿光谱（LIBS）技术测量钢铁中钒、 钛元素的含量。 选取V Ⅰ 440.85 nm和Ti Ⅰ 334.19 nm作为定量分析谱线、 基体元素谱线Fe Ⅰ 438.35 nm作为内标谱线, 分别建立了基本定标法和内定标法的钢铁样品中V和Ti含量的光谱分析定标曲线, 并将它们用于检验样品的定量分析。 研究表明, V和Ti基本定标曲线的拟合相关系数R2分别为0.987 5和0.990 9, 对检验样品中V和Ti元素的测定相对误差最大分别为11.1%和4.0%； 而采用内定标法时, V和Ti的拟合相关系数R2分别达到0.995 2和0.992 1, 对检测样品中V和Ti元素的测定相对误差均可降低到4.0%以下。 结果证明, 采用内定标的激光诱导击穿光谱分析方法更适于钢铁样品中钒、 钛含量的测定。

考察了大气环境下激光诱导击穿光谱适用于煤粉流多元素同时检测的激光能量范围, 分析了造成煤粉流测量谱线信号波动的原因, 得到了适用于煤粉流多元素同时检测的激发区域功率密度范围和最佳功率密度。 实验选取能量范围为20～160 mJ, 粒径小于200 μm煤粉颗粒经下料口自由下落形成煤粉流束, 通过螺杆式给粉机控制流量, 波长1 064 nm脉冲激光聚焦后作用于下降的煤粉流束上, 产生等离子体, 光谱仪采集等离子体发射光谱信号, 分析结果表明: 实验台架下适于煤粉流LIBS检测的能量范围为30～60 mJ, 对应激发前沿功率密度选取范围14.4～34.4 GW·cm-2, 最佳测量功率密度19.5 GW·cm-2。

探讨了微波消解结合电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）标准（STD）及碰撞池（KED）两种模式测定亚麻籽中微量元素铜、 铁、 锌、 锰方法的有效性。 分析比较了两种模式的测定效果, 在此基础上选择各元素的有效测定模式, 并对四种微量元素的分析结果进行不确定度评价。 根据不确定度评判标准JJFl059—1999《测量不确定度评定与表示》中的规定, 逐一分析了影响不确定度的主要因素, 并对各不确定度进行了计算。 结果表明ICP-MS用于测定亚麻籽中微量元素结果令人满意, 同时为ICP-MS测定这四种元素的不确定度评价提供了一定的参考价值。

采用共沉淀法制备了Y2O3∶Tb3+和Y2O3∶Tb3+, Yb3+两种样品。 通过扫描电子显微镜(SEM)、 透射电子显微镜（TEM）、 X射线衍射仪（XRD）和荧光光谱仪分析和测试了样品的形貌、 微结构和室温下的荧光光谱, 得到了不同掺杂浓度、 退火温度、 溶液pH值下Y2O3∶Tb3+的最优工艺制备条件: Tb3+浓度1.5%、 退火温度1 400 ℃、 溶液偏碱性环境下, 样品在300 nm光激发下于543 nm处有最大绿光发射。 详细分析了Tb3+能级结构和跃迁属性与实验光谱的对应关系, 阐述了工艺条件的影响机理和主要影响样品发光的荧光猝灭效应。 制备的Y2O3∶Tb3+, Yb3+粉体, 敏化离子Tb3+与激活离子Yb3+间存在能量传递过程, 使样品在近红外区有可观的发光, 从能级角度对两离子间的合作下转换发光过程进行了描述, 同样分析了该体系下的荧光猝灭过程。 实验证明近红外量子剪裁可有效提高掺杂离子的发光效率, 在硅太阳能电池等领域有广阔的应用前景。

以HNO3+HClO4消解向日葵根、 茎、 叶、 花盘等器官, 采用ICP-AES测定河套灌区盐碱胁迫下向日葵植株对十种矿质元素的吸收和积累。 结果表明: (1)Fe, Mn, Zn, Ca, Na在向日葵根部含量最高, K含量在茎中最高, B和Mg在叶中含量最高, 花盘中P含量高于其他部位, Cu含量在向日葵各器官间无明显差异； (2)向日葵器官间矿质元素累积量差异表现为花盘中Ca, Mg, P, Cu, B, Zn累积量最高, 根Na, Fe, Mn累积量最高, 茎K累积量最高； (3)向日葵全株常量矿质元素累积量比值为K∶Ca∶Mg∶P∶Na=16.71∶5.23∶3.86∶1.23∶1.00, 微量矿质元素积累量比值为Zn∶Fe∶B∶Mn∶Cu=56.28∶27.75∶1.93∶1.17∶1.00； (4)盐分胁迫对向日葵矿质元素吸收的影响因部位及元素种类各异, 根部矿质元素含量对土壤盐分变化最为敏感, 茎、 叶次之, 花盘元素含量变化动态较为复杂。

探讨了硒测定的几种预处理方法, 采用一种程序控温的石墨消解系统来消化处理柑橘叶、 茶叶、 灌木叶、 圆白菜、 大米五种代表性的植物标准样品。 详细研究了这类植物样品前处理方法中消解液用量、 消解温度以及消解时间对植物样品中硒提取效果的影响； 优化了氢化物发生-原子荧光光谱法（HG-AFS）的仪器参数条件； 在氢化物反应条件中重点考察了还原剂KBH4浓度和酸度（HCl）对硒测定的影响, 不仅考虑了载流HCl浓度的影响, 还从样品HCl浓度就酸度对硒测定影响作了进一步细致研究, 从而建立了石墨消解-氢化物发生原子荧光光谱法测定这类植物样中痕量硒的最佳测定方法。 结果显示: 该方法中硒加标回收率在87.1%～106.2%, 检出限0.018 μg·L-1, 精密度RSD＜6.0 %, 标准物质的测试结果与参考值均相吻合； 在0～10 μg·L-1低标范围内和在0～100 μg·L-1 高标范围内, 荧光值与硒浓度均呈线性相关, 相关系数分别为r=0.999 9和=0.999 7。 因此该方法具有线性范围宽、 灵敏度高、 检出限低, 稳定性好的显著特点, 尤其适合如柑橘叶、 茶叶、 灌木叶、 圆白菜、 大米等这类批量植物样品硒的痕量分析, 且该方法操作简便安全, 实用性强, 仪器成本低, 所用试剂毒性小, 可作为一般实验室的常规分析方法。

在碱性介质中, 发现血红蛋白对luminol-hydrazine弱化学发光体系有显著的增强作用。 结合流动注射法提出了luminol-hydrazine化学发光（FI-CL）测定血红蛋白的新方法, 优化了化学发光检测条件和FI-CL系统的运行参数, 考察了实际样品中可能含有的共存物质对血红蛋白测定的影响。 结果表明, 血红蛋白的线性范围为5.0×10-9～6.0×10-5 g·mL-1, 检出限是5.8×10-10 g·mL-1 (9.0×10-12 mol·L-1), 分别对5.0×10-7和3.0×10-6 g·mL-1的血红蛋白标准溶液平行八次测定所得RSDs分别为1.6%和1.5%。 将提出的方法成功用于人血液和血清中血红蛋白含量的测定, 加标回收率在83.0%～101.0%范围。 结合化学发光光谱和紫外可见吸收光谱对血红蛋白催化luminol-hydrazine化学发光反应的机理进行了探讨。 提出的方法具有灵敏度高、 无需标记、 操作简便、 快速、 易实现自动化操作等优点。

流动注射-氢化物发生-原子荧光光谱法由于具有灵敏度高、 测量范围宽、 分析速度快等很多优点, 在卫生、 环保、 地质、 冶金等行业得到了广泛应用。 但是, 影响氢化物发生-原子荧光光谱仪灵敏度和谱峰展宽的因素很多, 一般都是通过多次实验寻找最佳实验条件, 实验条件的优化比较困难。 针对这一问题, 根据氢化物发生化学反应的特点以及检测系统的组成原理, 利用质量守恒等物理定律, 提出了一个测试系统的数学模型, 建立了各实验参数与仪器灵敏度和谱峰展宽系数之间的函数关系, 以对-氨基苯胂酸标准品的测试为例, 通过理论仿真与实验结果相比较, 证明这个模型能很好的模拟实验系统。 最后, 利用提出的数学模型, 本文给出了各参数与灵敏度和谱峰展宽的关系图, 提出气液分离器的容积、 载流流速和进样体积是影响系统灵敏度和谱峰展宽的主要因素, 利用这个关系图, 综合调整三个参数, 可以使灵敏度提高到原来的2.9倍, 谱峰展宽缩小到原来的0.76, 为优化实验条件提供了理论指导。

微型X射线管已广泛应用于现场元素分析、 放射性医疗等领域, 对于微型X射线管铍窗, 普遍认为除保证管内真空外, 应越薄越好。 采用蒙特卡洛方法, 模拟了从50～500 μm范围内共13个Be窗厚度的微型X射线管出射X射线谱。 按照在应用中的作用, 将出射X射线划分为不同能量段进行分析。 通过分析谱线特征, 发现Be窗厚度应依据其应用要求合理选择。 因此, 提出了K系特征X射线与轫致辐射强度的比值和低能射线与激发射线计数比值等参量作为评价Be窗厚度最优化的判断依据。 除上述评判指标外, 铍窗的厚度最优化选择还应考虑Be窗对不同能量X射线的屏蔽效果。 依据模拟结果分析, 原位（现场）X射线能量色散荧光分析应用中, Be窗厚度约250 μm的微型X射线管最为合适。 与50 μm铍窗厚度出射射线相比, 71.66%低能原级X射线被屏蔽, 5~50 keV能量原级X射线仅有21.31%被屏蔽, 低能射线强度占总X射线比值小于10%, 且K系X射线占激发射线的比例仍保持较高的水平。 因此, 采用250 μm铍窗厚度的微型X射线管作为能量色散激发源, 能保证探测器探测的有效信号比值较高, 低能X射线对探测器的能量分辨率的影响最小, 而且能量色散分析谱线的散射本底相对强度处于较低的水平, 从而保证元素分析结果精准度。 对于放射性治疗的应用中, 则铍窗厚度越薄越好, 此时, 低能X射线具有较高的通量, 能保证辐射剂量在治疗组织中剂量的集中。

无损分析是文物样品研究的重要内容, 研究中采用便携式能量色散型X射线荧光光谱仪(pXRF)和激光拉曼光谱仪(LRS), 对河南宝丰和新郑出土的21件战国晚期到汉代的硅酸盐制品进行了化学成分分析和微区物相分析。 依据化学成分分析结果, 将样品划分为铅钡硅酸盐玻璃、 钾硅酸盐玻璃、 釉砂和铅钡釉砂四类分别进行讨论, 并对样品的着色机理进行了初步探讨； 利用激光拉曼光谱在部分蜻蜓眼和圆环珠蓝色颜料中检测到了中国蓝(BaCuSi4O10)、 中国紫(BaCuSi2O6)和中国深蓝(BaCu2Si2O7), 同时成功确定了部分样品中存在石英、 方解石、 碳酸铅、 煅棕土、 绿土等多种物相； 结合考古研究资料, 对这些样品的来源进行了简要讨论, 其中本实验铅钡硅酸盐玻璃、 钾硅酸盐玻璃耳珰和铅钡釉砂为我国自制, 而另外1件釉砂可能属于舶来品, 反映了我国古代中原各地区间, 以及中原与西域间有着广泛的文化技术交流。 便携式能量色散型X射线荧光光谱仪和激光拉曼光谱仪的相互结合, 能够提供硅酸盐制品的有效化学成分和结构信息, 在文物科学分析中显示出特有的优势, 为其考古研究提供有益的信息。

尽管经典的分类方法支持向量机SVM在天文学领域广泛应用, 但其只考虑类间的绝对间隔而忽略类内的分布性状, 因而分类性能有待于进一步提升。 鉴于此, 提出一种新颖的基于流形判别分析和支持向量机的恒星光谱数据自动分类方法。 该方法引入流形判别分析的两个重要概念: 基于流形的类内离散度MW和基于流形的类间离散度MB。 所提方法找到的分类面同时保证MW最小且MB最大。 可建立相应最优化问题, 然后将原最优化问题转化为QP对偶形式求得支持向量和判别函数, 最后利用判别函数判断测试样本的类属。 该方法的最大优势在于进行分类决策时, 不仅考虑样本的类间信息和分布特征, 而且还保持了各类的局部流形结构。 SDSS恒星光谱数据上的比较实验表明该方法的有效性。

如何从已分类的海量光谱中发现被错分的光谱一直是天文数据处理专家重点研究的问题, 探讨的Isomap算法在该问题方面有很好的表现。 通过Isomap算法与主成分分析方法（PCA）算法的实验结果对比发现: （1）PCA将具有不同特征的光谱投影到邻近的区域, 而Isomap算法却可以将具有相似特征的光谱投影到邻近区域, 而将具有不同特征的光谱投影到相距较远的区域； （2）Isomap算法给出的大部分离群点较易判断, 且是具有很高科学价值的双星； 而PCA给出的离群点难以判断, 科学价值不高。 因此, 在光谱离群点发掘上Isomap算法比PCA有明显优势。 由于使用的数据为SDSS最新发布的M型的九种光谱次型的光谱, 因而Isomap算法能够快速发现被斯隆数字巡天数据处理流程（SDSS pipeline）错分的光谱, 可帮助有效提高现有光谱分类算法的准确率。 更进一步, 由于被SDSS pipeline错分的光谱大部分是双星, 因而Isomap算法还可以进一步帮助我们发现有很高科学研究价值的双星, 提高双星的发现效率。 虽然实验显示Isomap算法对信噪比变化较为敏感, 在具有较低信噪比的光谱上表现较差, 但由于信噪比低的光谱的光谱型难以判断, 因而该缺点并不影响Isomap算法的在光谱发掘上的应用。

作为下一代固态照明光源, 白光有机电致发光二极管(white organic light-emitting diodes, WOLEDs)由于其高效、 节能、 环保等特点, 已经引起了广泛的关注, 将其用做照明光源的研究和应用也取得了长足的发展。 文中首先简述了WOLEDs的发光原理, 总结了目前常见的WOLEDs的结构和常用的发光材料, 重点介绍了多发射层白光器件、 多重掺杂单发射层白光器件、 基于激基缔合物和激基复合物发射的白光器件、 p-i-n结构的白光器件等器件结构的发光机理及其优缺点。 本文依据WOLEDs高效率、 高亮度、 高显色性、 长寿命的实用条件, 详细解释了器件效率, 色纯度, 相关色温和器件寿命等性能评价标准。 我们还分析了WOLEDs目前亟需解决的技术瓶颈, 并针对器件效率和器件寿命两个主要方面提出了相应的改善方案。 介绍了世界上照明用WOLEDs各公司的研究进展并对其市场前景做出了展望。

准直系统为静态傅里叶变换光谱仪提供准直光, 其品质对光谱仪复原光谱的信噪比有着决定性的影响。 研究基于菲涅尔标量衍射理论, 通过数值计算软件建立了静态傅里叶变换光谱仪的物理光学仿真模型, 详细探讨了准直镜头各种赛德尔像差及扩展光源尺寸对静态傅里叶变换光谱仪的影响。 仿真结果表明: 各类像差对光谱信噪比影响的大小呈现明显的规律性； 特别是, 轴外像差对光谱信噪比的影响还与光源点所处的象限位置有关； 最后仿真得到了扩展光源的最大容许半径为0.65 mm。 此研究结果将用于准直系统的设计。

PGP模块是超光谱成像仪中重要分光器件。 为了能够在制作前有效预测PGP整个系统的衍射效率分布及其衍射特性, 提出了PGP整体化设计方法。 从体位相全息光栅设计角度出发, 结合棱镜与光栅各项参数的制约关系, 编制了计算PGP整体衍射效率的分析软件, 综合考察了棱镜与光栅各项参数对PGP模块衍射特性的影响, 讨论了光栅布拉格波长的漂移特性, 据此设计了一种用于成像光谱仪的宽波段高衍射效率PGP分光模块。 模拟结果表明: 棱镜1材料的色散系数越小, PGP的光谱带宽越窄； 光栅布拉格波长的漂移增大了PGP模块和光栅的光谱带宽, 带宽增大使光栅的角度选择性随之增大, 拓宽了棱镜1材料的选择要求； 棱镜1顶角、 光栅的胶层厚度和相对介电常数调制度等参数是影响PGP衍射效率分布的重要因素, 制作时需要精确控制。 利用此方法设计的PGP分光模块在400～1 000 nm波段范围内衍射效率不低于50%, 并给出具体设计参数, 这对PGP制作具有一定的参考价值。

高硅氧发光玻璃因具有较好的热稳定性、 化学稳定性等优点, 成为极具潜力的荧光材料。 针对其仍存在发光强度较弱的问题, 从与发光性质紧密相关的制备工艺出发, 分析各关键工艺参数对高硅氧玻璃发光性质的影响具有重要的意义。 本文制备了关键工艺参数不同的Eu2+/Dy3+共掺高硅氧发光玻璃, 通过测试微孔表面结构参数、 发射光谱和红外吸收光谱等, 研究了分相温度、 溶液离子浓度和烧结温度等制备关键工艺参数对高硅氧发光玻璃光致发光性质的影响。 当分相温度不同时, 多孔玻璃微孔表面结构参数和高硅氧玻璃的发射光谱表明, 分相温度通过影响多孔玻璃的比表面积间接的影响高硅氧玻璃的发光性质, 多孔玻璃比表面积数值越大, 高硅氧玻璃发光强度越大。 当溶液离子浓度不同时, 高硅氧玻璃的发射光谱表明, 当溶液中Dy3+浓度增加, 高硅氧玻璃中Dy3+和Eu2+发光增强； 当Dy3+浓度大于0.1 mol·L-1时, 由于Dy3+的发光出现浓度猝灭效应, 高硅氧玻璃整体发光强度减弱。 当烧结温度不同时, 高硅氧玻璃的发射光谱和红外吸收光谱表明, 随着烧结温度升高, 高硅氧玻璃中—OH残留量减少, 发光强度增强； 当烧结温度大于1 000 ℃时, 高硅氧玻璃出现析晶, 发光强度减弱。

利用发射光谱法, 在氮气环境下研究了圆柱型空心阴极放电条纹的特性。 测量得到了气压为20 Pa, 放电电流为1.3 mA时条纹区的发射光谱, 结果表明发射光谱主要为氮分子的第一正带系（B3Пg →A3Пu）和 第二正带系(C3Пu→B3Пg )。 利用双原子光谱发射理论, 计算得到了氮分子振动温度的空间分布特性。 结果表明光谱线强度呈周期性分布, 明纹中心处的谱线强度高于暗纹中心处的谱线强度。 明纹中心处的N2分子振动温度为3 500～4 400 K, 并且从阴极到阳极, 明纹中心处光谱线强度和分子振动温度逐渐下降。 同时测量得到了放电电流为1.0和1.5 mA时的发光条纹特性, 研究了放电电流对条纹特性的影响。 随着放电电流的增加, 明纹中心处的分子振动温度升高, 条纹间距增加。 另外, 利用测量得到的发光条纹, 计算得到了条纹区的平均约化电场强度为44～49 m-1·Pa-1, 并且由阴极向阳极逐渐降低。 对于揭示气体放电中发光条纹的形成机理和促进空心阴极放电的稳定性有重要的参考价值。

通过化学共沉淀法制备了适合近紫外激发的SrZn1-x(WO4)2∶xTb3+∶yCe3+系列绿色荧光粉。 利用Ｘ射线衍射（XRD）分析了不同掺杂比例对样品物相的影响。 采用荧光光谱(PL)对样品的激发光谱和发射光谱进行了表征。 分别讨论了稀土Tb3+单掺及Ce3+和Tb3+共掺对样品发光性能的影响。 XRD分析表明: 样品的主衍射峰与标准卡片（JCPDS 08-0490和JCPDS 15-0774）的衍射峰基本一致, 说明单掺和共掺稀土离子均未改变基质晶格结构。 在样品的激发光谱中, 223 nm为主激发峰, 属于Tb3+的7F—7D自旋允许跃迁。 在223 nm的紫外光激发下, 样品发射光谱主发射峰位置在543 nm, 归属于Tb3+的5D4→7F5跃迁。 当Ce3+和Tb3+共掺时, 峰型和位置变化不大, Ce3+和Tb3+掺杂摩尔分数比为0.02∶0.06时, 发光强度得到很大提高, 说明Ce3+和Tb3+之间存在着能量传递。

为了煤的洁净、 高效和高附加值利用, 需要从分子水平上了解煤的结构。 在文献<参考文献原文>中, 作者以元素分析和13C核磁共振为依据构建了神东煤镜质组（SV）的结构模型, 所建模型的13CNMR模拟计算结果能很好的和实验结果比对, 为了进一步验证该模型的准确性, 以半经验量子化学计算方法VAMP对SV模型结构的红外谱进行了计算。 结果显示模拟计算得到的红外谱图与实验谱图相比峰形相似, 但整个计算谱明显偏向高波数区域。 经过对相关模型化合物的红外谱进行计算, 其原因是半经验方法计算所得官能团结构的振动频率均高于实验测试结果。 依此对SV结构模型的红外模拟谱进行修正, 修正后实验和模拟谱图能很好地吻合, 这进一步证实SV结构模型可以真实的反映神东煤镜质组的结构组成特点。

采用显微红外成像技术对镁合金阳极氧化膜表面的腐蚀特性进行了研究。 镁合金在7.3 Wt% Na2SO4溶液中浸泡后, 表面氧化层中的部分MgO逐渐转化为Mg(OH)2, 进而发生溶解和脱落, 使得镁合金失去保护作用。 当浸泡时间达到2 h时, 显微红外成像结果表明阳极氧化膜中Mg(OH)2的红外吸收信号最强, Mg(OH)2的含量最多。 而4 h后Mg(OH)2的红外吸收信号开始减弱, Mg(OH)2开始减少, 镁合金不断被腐蚀。 氧化膜中另一成分Al2O3随浸泡时间的显微红外成像信息与Mg(OH)2的变化规律相同。 采用电化学阻抗谱技术对阳极氧化膜的阻抗进行测试, 其阻抗随时间的变化特点基本符合氧化膜腐蚀规律。 本研究对于镁合金阳极氧化膜的表征具有很好的指导作用和推广应用价值。

对60种植物类中药提取物的红外光谱药性特征标记及其模式识别模型进行评价筛选。 利用傅里叶变换红外光谱结合(linear discriminant analysis, LDA）, (logistic discriminant analysis, Logistic-DA）, (principal component analysis-linear discriminant analysis, PCA-LDA）, (partial least-squares discriminant analysis, PLS-DA）, (random forest, RF）, (support vector machine, SVM）六种模式识别技术进行研究。 水提取组采用加热回流提取1.5 h, 无水乙醇、 氯仿、 石油醚提取组采用室温超声提取45 min。 首先分别建立六种模式识别模型, 然后采用四种统计方法综合识别, 包括60味中药组内回代、 60味中药10次迭代5折交叉验证、 48味中药训练集、 12味中药测试集。 选取组内回代识别正确率、 交叉验证识别正确率、 组外预测正确率同时很高, 且理论图谱反映寒热中药原始图谱分布特征者为适宜模型。 LDA和SVM是水提取物红外光谱的适宜模式识别模型, LDA是无水乙醇提取物红外光谱的适宜模式识别模型, SVM是氯仿提取物红外光谱的适宜模式识别模型, 石油醚提取识别效果不佳。 结论: 根据适宜识别模型, 通过红外光谱数据可识别表征中药寒热成分和寒热程度的特征参数, 寒热成分特征参数为与红外光谱吸收位置波谱相对应的识别模型的识别系数, 识别系数大于零为寒性标记, 识别系数小于零为热性标记； 寒热程度特征参数为识别模型的识别得分, 得分越大（正值）则寒性越强, 得分越小（负值）则热性越强。

开展了一种红外和可见波段非线性光学性能测试研究。 该研究基于二阶非线性光学原理, 结合光电信号探测技术, 提出了一种采用红外OPO激光以及把倍频光及其他光效应产生的光通过谱仪分光并结合CCD阵列探测器加以区分探测的新检测方案。 主要解决了测试使用1 064 nm光源时, 材料的倍频信号532 nm被样品吸收后而探测不到倍频信号的缺点, 以及准确测量了倍频信号强度, 排除了其他光学效应产生的噪声干扰。 其特点是采用1 064和1 905 nm的双波长激光替代单一波长的激光源, 该方案能适用于可见和红外非线性材料光学性能的测试。 研究工作包括测试系统组成, 工作原理和测试方法, 并给出了采用本方法测试KTP, KDP, AGS以及几种新的红外非线性材料的实验结果, 并且发现了几种有前途的非线性光学晶体材料。 研究结果表明本方法具有稳定可靠、判别精度高、 操作简单等优点, 可以有效地定性或半定量测试材料的可见-红外非线性光学性能, 为研究可见、 红外乃至紫外二阶非线性光学材料提供重要的测试手段。

利用自编码网络（autoencoder network, AN）流形学习和稀疏表示（sparse representation, SR）方法对汽车变速箱油进行近红外光谱品种识别研究。 以壳牌、 美孚、 嘉实多、 上海大众和上海通用五种变速箱油为对象, 利用AN方法对600～1800 nm近红外光谱数据进行非线性降维, 获取10个特征变量。 每种变速箱油选取30个样本（共150个样本）作为训练样本, 每种30个样本（共150个样本）作为测试样本。 所有训练样本的特征变量组成了稀疏表示方法的整体训练样本矩阵, 将变速箱油品种分类识别问题转化为一个求解待识别测试样本对于整体训练样本矩阵的稀疏表示问题, 通过求解L-1范数意义下的最优化问题来实现。 经过主成分分析（principal component analysis, PCA）和AN降维后, 分别利用线性判断分析法（linear discriminant analysis, LDA）、 偏最小二乘支持向量机法（least squares-support vector machine, LS-SVM）和本文提出的稀疏表示分类算法进行分类比较。 结果表明, 结合自编码网络和稀疏表示方法对五种汽车变速箱油品种的平均识别准确率达97.33%, 为汽车变速箱油品种近红外光谱快速准确识别提供了有效的新途径。

用迭代法分别建立了相思树样品的酸溶木素含量和克拉森木素含量近红外光谱分析模型。 结果表明对克拉森木素含量的预测效果明显好于对酸溶木素含量的预测效果。 不同于一般的近红外光谱分析建模方法, 利用酸溶木素含量与克拉森木素含量之间的近似线性关系, 结合多波长下的近红外光谱数据, 用预测效果较好的克拉森木素含量帮助构建了预测效果欠佳的酸溶木素含量的二十个子预测模型。 通过计算这些子模型预测值的加权平均值, 最终得到了每个相思树样品酸溶木素含量的新预测值。 新模型的预测误差明显小于用迭代法所建模型的预测误差。 文中建模方法有望用于某些用通常方法预测效果欠佳的化学成分含量, 使它们的近红外光谱分析效果得到改善。

提出了一种基于近红外漫反射光谱测定复合肥料中尿素、 缩二脲和水分等成分含量的新方法。 文中在对原始光谱进行预处理后建立了检测这三种成分含量的偏最小二乘（PLS）模型, 其检验决定系数R2值分别为0.986 1和0.971 3, 所建立模型的交互验证均方根误差RMSECV分别为2.59, 0.38, 0.132, 模型预测相关因子分别为0.973 3, 0.921 5, 0.967 9； 从市售的复合化肥中选取六种样品验证模型的准确性, 其相关因子分别为0.923 7, 0.978 6, 0.987 4。 研究结果表明, 该方法可以对复合肥料中尿素、 缩二脲和水分等成分含量进行快速测定, 与传统分析方法相比具有分析时间短、 操作简便、 环保无污染等优点, 有较好的应用前景和实际意义。

壳聚糖(CTS)具有活性基团氨基和羟基, 可用作吸附剂。 在酸性介质中其氨基容易质子化形成氨基正离子, 具有吸附阴离子的能力, 同时也导致吸附剂的溶解流失； 进行交联处理可提高吸附剂的酸稳定性, 但也导致吸附性能的下降。 因此可进行氨基保护后进行交联以改善其酸溶液稳定性, 再脱去氨基保护剂进行质子化处理以获得较好的对阴离子的吸附性能。 以甲醛为氨基保护剂, 戊二醛为交联剂, 通过反相悬浮法制得交联壳聚糖(CCTS), 对其进行质子化制得质子化改性壳聚糖吸附剂(P-CCTS), 并首次将该吸附剂用于处理水溶液中的硫酸根离子。 通过静态吸附实验, 考察了质子化改性壳聚糖对硫酸根的吸附性能； 利用X射线能谱元素分析(EDS)和红外光谱分析(FTIR)对该吸附剂的制备以及对硫酸根离子的吸附过程进行了表征, 探索了交联反应和吸附反应的发生机理。 实验结果表明: 质子化改性壳聚糖吸附剂与交联壳聚糖相比, 其对硫酸根离子的吸附性能提高了约10倍； 甲醛、 戊二醛的醛基与壳聚糖的交联反应主要发生在的氨基(—NH2)和部分一级羟基(C6—OH)上； 质子化过程中交联壳聚糖的氨基与质子化剂形成了氯化壳聚糖氨盐； 对硫酸根离子的吸附则主要是质子化氨基上氯离子与硫酸根离子的交换作用。

通过采集15种石斛171份样品的近红外漫反射光谱, 结合化学计量学统计分析方法建立预测模型, 对不同种石斛进行快速无损鉴别。 应用Hotelling T2对随机抽取的5份样品的近红外光谱进行稳定性分析, 结果表明, 样品的近红外光谱具有较好稳定性。 设计正交试验L24（2×4×3×8）, 对光程类型、 光谱波段、 导数和平滑四个因素进行优化处理。 利用主成分分析对正交试验结果进行分析, 结果显示, 选择6 500～4 000 cm-1的光谱波段, 采用多元散射校正、 二阶导数和Norris平滑对光谱预处理, 提取的主成分数为7时, 光谱判别正确率为100%。 将正交试验优化条件作为偏最小二乘法判别分析的输入值, 随机选取123份样本作为校正集建立预测模型, 其余48份样本为预测集, 评估预测模型的性能。 结果表明, 该模型前3个主成分累积贡献率为99.36%, 设定鉴别标准偏差为±0.1时, 该方法的正确识别率为97.92%, 获得满意的结果。 该方法的建立为不同种石斛的快速鉴别提供了一种新的方法, 同时为药用植物的鉴别提供参考。

实验利用金刚石压腔装置研究了常温和0.1～1 400 MPa范围内黄铜矿A1振动模式的原位拉曼光谱特征。 结果显示在实验条件范围内, 该拉曼振动峰的强度和形态保持稳定, 表明晶格内Cu-S和Fe-S间的相互作用没有发生质变。 实验发现黄铜矿该拉曼振动的波数随着压力升高连续向高频方向移动, 两者的线性关系为: ν290＝0.031 2p+290.60(0.1≤p<58.8 MPa)和ν290＝0.005 72p+292.10(58.8≤p<1 400 MPa)dν/dp。 常温下58.8 MPa是黄铜矿该拉曼波数随压力变化率的一个突变点, 低于和高于该压力时分别为31.2和5.72 cm-1·GPa-1, 显著的差异表明黄铜矿的结构可能发生了某种改变。

综合运用动态光散射光谱、 荧光光谱和高效液相-紫外光谱法检测钙离子对酪蛋白胶束结构的影响。 外源添加的钙离子的浓度从0增加至12 mmol·L-1的过程中, 酪蛋白胶束的外源ANS荧光强度和浊度一直增大, 但是其体积平均直径和胶束的多分散指数是一直下降。 同时, 当外源添加的钙螯合剂（柠檬酸根）离子的浓度从0 增加至12 mmol·L-1的过程中, 酪蛋白胶束的外源ANS荧光强度和浊度一直减小, 但是酪蛋白胶束的体积平均直径、 胶束的多分散指数和胶束的稳定性是增大的。 因此, 在对酪蛋白胶束的结构影响方面, 钙离子和柠檬酸根离起到了相反的作用。 研究证实, 外源钙离子可以有效地调节酪蛋白胶束的结构, 进而改善其功能特性。

对多种彩色珍珠样品进行了可见光光谱和拉曼光谱测试, 研究了珍珠致色成分的种类及其与颜色的关系。 研究结果表明: (1) 彩色淡水珍珠和海水珍珠样品均会在1 121～1 132和1 506～1 524 cm-1范围出现强峰, 该特征峰归属于多烯化合物的C—C和CC伸缩振动； (2) 随着珍珠颜色的加深, 样品位于1 117～1 132, 1 502～1 524和2 000～3 500 cm-1范围的峰逐渐增强, 特征峰所代表的有机质与珍珠颜色有关； (3) 深紫色淡水珍珠和深橘红色海水珍珠样品在1 475～1 575 cm-1范围的包络峰可分成8～10个次级峰, 计算可知多烯化合物CC双键数目分别为N=9～27和N=7～27。 珍珠中不同种类和含量的多烯化合物, 可能是彩色珍珠的致色原因。