太赫兹时域光谱(THz time-domain spectroscopy, THz-TDS)技术是一种非常有效的相干探测技术, 具有信噪比高, 探测带宽, 可在室温下工作, 可进行时间分辨测量等特点, 广泛应用于材料、 化学、 生物、 安检等领域。 较早时期的THz-TDS系统受限于太赫兹辐射源的带宽和光谱探测手段, 测量范围有限(<5 THz), 较高频段的光谱信息无法得到。 为了进一步扩大太赫兹时域光谱探测技术的应用范围, 迫切需要发展超宽带(≥10 THz)的太赫兹时域光谱探测技术。 本文回顾了太赫兹时域光谱探测技术的发展进程, 综述了实现超宽带太赫兹时域光谱探测的主要技术方法, 展示了不同测量方法的典型实验方案, 同时总结了不同探测方法的优缺点, 并追踪了主要研究小组的前沿成果以及最新的应用进展。

针对目前HJ-1 CCD大气校正没有考虑中国地区气溶胶模式的问题, 提出一种耦合中国地区局部气溶胶模式的大气校正方法。 以京津冀地区作为研究区域, 该方法对地基北京城区和香河站点反演的气溶胶模式参数进行聚类, 得到京津冀地区具有代表性的四类气溶胶模式, 并根据四类气溶胶模式来建立查找表进行气溶胶光学厚度的反演。 HJ-1 CCD数据没有短波红外波段(2.12 μm), 无法采用MODIS的气溶胶算法中获得地表反射率的方法来计算蓝红波段的反射率, 本文在气溶胶光学厚度的反演中采用HJ-1卫星的蓝色（0.43~0.52 μm）和红色（0.63~0.69 μm）波段的反射率比值作为误差方程的依据, 不需要输入地表目标的反射率。 基于反演后的光学厚度对HJ-1 CCD数据进行大气校正, 并与ASD光谱辐射计测量数据以及MODIS地表产品数据（MOD09）进行对比。 结果表明, 该方法得到的大气校正结果与ASD测量结果接近, 并与MOD09有较强的相关性, 红色波段的平均相关系数达到了0.8以上, 受气溶胶影响最大的蓝色波段平均的相关系数也达到了0.75左右。

根据中红外光谱吸收原理, 利用甲烷（CH4）气体分子在7.5 μm处的基频吸收特性, 设计了一种基于量子级联激光器（QCL）和新型多反射长光程气体吸收气室（MPC）的甲烷气体传感器。 该仪器使用了可进行热电冷却、 工作在脉冲方式下、 中心波长为7.5 μm的QCL, 通过在室温条件下调节其注入电流（500 mA～1.6 A调节范围）, 其出射光波长可以扫过CH4（1　332.8 cm-1）气体吸收线。 同时使用了一种紧凑型MPC（40 cm长, 800 mL采样容积）, 使得系统有效总光程达到16 m。 此外, 系统中使用了参考气室, 并加入了空间滤波光学结构以满足MPC对入射光束的要求, 配合差分吸收光谱检测原理, 有效地改善了光束质量, 降低了由光源波动引起的噪声, 提高了仪器的检测灵敏度。 通过对不同浓度的甲烷气体进行多次检测, 该仪器的稳定性能良好, 按信噪比为1计算, 可实现对甲烷气体的检测下限为1 μmol·mol-1。

随着激光器朝向大功率、 高能量的方向发展, 激光损伤阈值成为了衡量光学元件抗激光损伤能力的重要参数之一, 因此, 能否准确地测量出光学元件的激光损伤阈值成为研究的重点。 而光学元件激光损伤阈值测试的关键是能否准确地判别光学元件是否发生激光损伤。 为解决目前常见的损伤判别方法存在的精度低、 识别时间长、 适用材料范围窄、 操作复杂等不足, 提出了一种新的激光损伤的判别方法, 即等离子体诊断法。 以K9玻璃为例, 搭建激光损伤阈值的测试平台, 利用光纤光谱仪采集强激光辐照K9玻璃时所产生的激光等离子体闪光光谱, 并对该光谱进行诊断分析, 将该光谱中是否含有待测试光学元件材料中特征元素的光谱峰作为其是否收到激光损伤的标准。 同时, 对K9玻璃进行了激光损伤阈值的测试, 并将测试结果与等离子体闪光法和显微镜法所测的激光损伤阈值进行了对比分析。 实验表明, 提出的等离子体诊断方法的判别精度高、 速度快、 测试装置结构简单, 易实现在线测量, 可以大大地提高光学元件激光损伤阈值测试工作的效率。

基于相关光子的定标技术能够实现“无标准传递”绝对定标, 研究相关光子的光谱辐射特性及时间相关特性对遥感器在宽波段的辐射定标具有重要意义。 为满足光电探测器在宽谱段量子效率定标需求, 基于相关光子的定标技术有必要从单一波段向更多波段扩展。 根据自发参量下转换所满足的相位匹配条件, 推导出相关光子在晶体内的非共线角计算公式, 通过数值模拟相关光子光谱辐射角度分布规律, 优化晶体相位匹配角, 使得自发参量下转换产生的相关光子具有宽光谱分布, 并且相关光子辐射角度与光谱波长能够一一对应。 根据光谱分布数值模拟结果, 建立了多波段相关光子的光谱分布和时间相关性测量实验系统, 利用该系统测量了四对相关光子的光谱分布、 符合计数、 相关时间以及偏振特性。 其中, 测量的光谱分布范围为633~808 nm, 最大光谱分布测量偏差为1.51 mm, 光谱分布实验测量结果与数值模拟结果符合一致； 测量了四对相关光子对的相关时间, 最小相关时间为0.32 ns, 并在实验中观察到了“符合三峰”现象； 相关光子单光子计数及符合计数与泵浦光的偏振方向呈正弦函数关系。 实验研究表明, 相关光子对具有可见光~近红外宽波段分布、 时间相关及偏振特性。 论文研究结果在国内外尚属首次报道, 该研究结果有望应用于光电探测器在多波段的辐射定标。

根据一氧化碳（CO）气体分子在4.7 μm处的基频吸收特性, 使用中心波长为4.75 μm的量子级联激光器（QCL）和多反射气体吸收气室（MGC）设计了一种新型CO传感器。 该仪器使用可在室温脉冲方式下工作并具有热电制冷功能的QCL, 通过对其温度和注入电流进行调节, 最终使得出射光波长定位在CO基频吸收带的一根强吸收线（2　103 cm-1）。 与此同时, 使用有效光程为16米的新型MGC（40 cm长, 800 ml采样容积）和液氮冷却碲镉汞中红外探测器, 有效提高了系统的响应灵敏度。 此外, 系统中配合使用了参考气室和空间滤波光学结构, 有效地改善了入射光束的质量, 降低了由光源的不稳定而产生的噪声, 进一步提高了系统的检测灵敏度。 在实验室条件下对不同浓度的CO气体进行多次重复检测, 结果显示, 该仪器工作稳定, 按信噪比为1计算, 可实现对一氧化碳气体的检测下限为5 μmol·mol-1。

研究了电场作用下染料掺杂手性向列相液晶器件激光辐射谱。 设计了两种电极结构, 分别对正性和负性液晶器件施加横向和纵向电场, 采用532 nm的Nd∶YAG脉冲固体激光器泵浦样品。 对正性液晶器件施加电场, 在 630～660 nm范围获得多波长的激光输出。 对负性液晶激光器件施加电场, 获得调谐范围为18.5 nm的激光输出。 由器件织构和光子禁带的变化, 进行了深入的分析。 正性液晶器件, 在电场力矩与扭曲力矩相互竞争过程中, 引起液晶的流动, 光子禁带上下浮动, 因此不仅在禁带边沿, 禁带内也出现激光辐射。 而负性液晶器件随着电场强度增大, 液晶螺距收缩, 禁带蓝移, 输出激光波长从681.0 nm蓝移到662.5 nm, 出射激光波长为光子禁带边沿处。 负性液晶器件在电场作用下的稳定性较好。

利用简并受激超拉曼泵浦激发NaH基态到高位振动态(ν″=14, J″=20)。 研究了NaH(14, 20)与CO2(0000)间的振转能量转移。 利用吸收系数和瞬时Doppler线宽, 得到不同池温下NaH(14, 20)分子密度, 测量CO2(0000, J)与NaH高振动态碰撞前后的瞬时泛频激光感应荧光谱线的相对强度, 确定了CO2(0000, J=2～80)的初生态布居, 它们呈现双指数转动分布。 拟合实验数据得到两个转动温度Trot=(650±80)和(1 531±150) K。 较冷的分布约占CO2(0000)的79%, 它是由弹性或弱非弹性碰撞产生的, 因而CO2只有很小的转动激发。 另有21%的CO2(0000)较大地增加了转动能, 故有较热的转动温度。 对碰撞产生的CO2(0000, J)进行高分辨率瞬时泛频荧光谱线的轮廓测量, 得到各转动态平移能的改变。 对于CO2(0000, J=56～80), 转移能从582 cm-1(对于J=60)增加到2 973 cm-1(对于J=80)。 探测转动态布居数的改变, 得到各转动态的产生速率系数kJapp之和为(7.2±1.8)×10-10 cm3·mol-1·s-1, 而平均倒空速率系数〈kdep〉=(6.9±1.7)×10-10 cm3·mol-1·s-1。

以脉冲Nd·YAG激光器泵浦的光学参量发生/放大器输出为激发源, 获得了一种家庭用煤样品的激光诱导等离子体(laser induced plasma, LIP)发射光谱。 谱线线型呈洛伦兹线型, 表明等离子体加宽以Stark展宽为主。 利用发射谱线的Stark展宽和强度, 通过测量等离子体不同位置的发射光谱, 确定了等离子体温度和电子密度的空间分布, 发现二者在垂直等离子体发光火焰方向相对火焰中心对称分布, 沿发光火焰方向不具有对称分布的特点。 发光火焰中心的等离子体温度和电子密度最大, 且发光强度较大, 因此利用光谱技术测量等离子体特征量时, 宜采集火焰中心的发射光谱。 样品中有些元素的发射谱线线型显示, 等离子体中存在很强的自吸收现象, 自吸收程度和激发波长及激光能量密切相关, 激发波长接近谱线中心波长时, 自吸收现象最明显； 随激光能量的增加, 发射光谱强度增加的同时, 自吸收的程度也增大。 把这些现象归因于原子跃迁概率的增大及激光强度增加引起的等离子体中粒子数密度的增大。 自吸收现象导致实验观测到的发射谱线强度小于LIP的真实辐射强度, 对等离子体进行测量时, 应选取不存在自吸收现象的谱线, 以便于提高测量准确度。

用注射超声喷雾法将前驱体由针管直接送入超声喷头内, 在石英基板上制备Zn1-xCrxO（x=0.0, 0.01, 0.03, 0.05）薄膜。 采用X射线衍射仪、 扫描电子显微镜、 荧光光谱仪、 紫外-可见分光光度计、 振动样品磁强计（VSM）等对薄膜的结构、 光学和磁学性质进行测量。 实验结果表明, 未掺杂的ZnO薄膜为六角纤锌矿结构, 沿着c轴（002）择优取向, 而Cr掺杂抑制了薄膜的c轴择优取向性； 掺杂后的薄膜平均晶粒尺寸均增大, 且当x=3%时, 晶粒尺寸最大, 达31.4 nm。 扫描电镜（SEM）下薄膜呈球形颗粒状, 并且在x=5%下, 薄膜出现了长条状的微观形貌。 Cr掺杂使样品的光致发光谱（PL）发生了很大的变化： 未掺杂的样品的PL谱在378 nm处存在一个紫外发射峰, 对应于550 nm附近还存在一个由于缺陷态引起的绿光发射峰； 掺Cr样品只有在350～550 nm的很宽的范围内存在一个发射峰, 对其进行高斯拟合后, 发现掺Cr量为x=1％, 3％, 5％下样品均存在VZn（锌空位）、 Zni（Zn间隙位）、 V-Zn（带一个电子的锌空位）内部缺陷态, 且当x=3%时, VZn最多。 Cr的掺杂使得薄膜的带隙增大, 并且x=3%时, 禁带宽度最大, 达到3.374　eV。 掺Cr的三个样品均具有室温铁磁性, 且x=3%样品的磁化强度最大, 其与VZn(锌空位）最大相对应, 验证了Cr3+和VZn的缺陷复合体是ZnO∶Cr样品具有稳定的铁磁有序的最有利条件的理论预测。

建立良好的蛋白饲料近红外光谱定量分析模型及实现在不同仪器间的模型共享, 能极大提高模型的利用效率, 满足饲料行业快速发展的需要。 针对蛋白饲料原料粗蛋白含量近红外分析模型适用性问题, 首次采用光谱差值转移、 直接校正和分段直接校正法进行了三台不同类型的近红外光谱仪之间的模型转移研究。 实验样品为四种蛋白饲料原料： 玉米蛋白粉、 菜粕、 酒糟和鱼粉。 实验仪器包括MATRIX-Ⅰ傅里叶变换型近红外光谱仪（主仪器）, Spectrum 400傅里叶变换型近红外光谱仪（从仪器1）和SupNIR-2750光栅扫描型近红外光谱仪（从仪器2）。 研究表明, 同一样品体系在主仪器和从仪器2上所得光谱数据的差异性相对较小, 且均与从仪器1所得光谱数据的差异性相对较大。 除分段直接校正法对玉米蛋白粉从仪器2的预测结果无促进作用之外, 其他模型的预测均方根误差和系统偏差均明显低于转移前。 玉米蛋白粉、 菜粕和酒糟样品采用三种方法转移后的模型预测相对分析误差（RPD）均大于3.0, 预测效果良好。 鱼粉样品模型转移后的预测RPD均大于2.5, 预测效果较好。 三种方法对于蛋白饲料原料不同仪器间的光谱差异进行了有效校正。 该研究结果对于蛋白饲料品质近红外快速分析模型的广泛应用具有重要意义。

对傅里叶变换中红外光谱数据的平滑预处理中, 通常采用Savitzky-Golay滤波器的方法进行光谱数据的平滑预处理, 然而Savitzky-Golay滤波器的多项式拟合阶次和窗宽等参数的合理选则始终是一个难题, 并无统一的选择依据, 通常在一定数值范围内, 采用多组数据进行遍历尝试, 最终选择一组相对较优的数据作为Savitzky-Golay滤波器的多项式拟合阶次和窗宽参数。 文中探索了Savitzky-Golay滤波器的多项式拟合阶次和窗宽等参数的优化选取这一问题, 并对其主要频率指标参数与多项式拟合阶次和窗宽等参数进行了定性定量分析, 得出了截至频率、 阻带起始点频率、 第一旁瓣峰值频率及第一旁瓣峰值幅度与窗宽和阶次之间具体的计算方程表达式。 随后, 根据采集的中红外气体组分的光谱数据特征, 依据上述计算方程式, 优化计算选取多项式拟合阶次和窗宽分别为8和11时, 其Savitzky-Golay滤波器的中红外气体组分的光谱数据平滑效果最优。 最后通过实际采集的0.1%, 0.2%, 0.5%, 1%, 2%, 5%浓度的CH4光谱数据进行平滑预处理, 在次吸收峰区域, 原始光谱的折算吸光率相对最大误差和最小误差分别为17.230 5%和0.243 0%, 平滑处理后的光谱的折算吸光率相对最大误差和最小误差分别为0.088 0%和0.020 6%。 可见经过Savitzky-Golay滤波器进行所探索的光谱数据预处理之后其相对误差基本稳定, 并且相对较低, 为后期光谱数据的准确定性和定量分析奠定了基础。

应用可见/近红外光谱技术、 小波变换（WT）和连续投影算法（SPA）, 对火龙果总酸含量(TA)进行精确、 快速的无损检测, 为火龙果内部品质无损检测提供科学依据。 利用Maya2000光纤光谱仪采集380～1 099 nm范围的火龙果漫反射光谱数据, 通过WT消噪、 SPA优选波长和偏最小二乘回归（PLSR）分析方法, 建立了火龙果总酸的定量预测模型。 试验结果表明： 经过WT消噪联合SPA优选波长压缩光谱变量后建立的WT-SPA-PLSR模型, 预测精度都高于全谱PLSR模型。 由全部样本的原始光谱变量作为输入变量建立PLSR模型的预测相关系数（Rp）为0.851　394, 预测均方根误差（RMSEP）为0.086　848； 全部样本的原始光谱数据使用dbN（N=2, 3, …, 10）小波进行分解消噪, 其中消噪效果最优的是db4小波2层分解（db4-2）, WT-PLSR模型的Rp为0.915　635, RMSEP为0.066　752, 小波变换消噪后的光谱预测模型精度明显提高； 原始光谱经过db10-3小波消噪联合SPA算法, 从570个光谱变量中优选出530, 545, 604, 626, 648, 676, 685, 695, 730, 897, 972, 1　016 nm共12个变量作为输入变量, 建立WT-SPA-PLSR预测模型, 模型的RP为0.882　83, RMSEP为0.077　39。 SPA算法适合火龙果TA模型的光谱变量选择, 能够有效提取与总酸相关度高的波长变量, 增加了预测模型的精度和稳定性。 研究结果表明小波变换技术联合连续投影算法的漫反射近红外光谱无损检测火龙果总酸含量具有可行性。

微藻-生物柴油转化生产要求产油微藻细胞内大量积累脂肪, 而藻类脂肪的积累受外界环境影响较大, 因此, 微藻生长过程中对藻体脂肪变化进行快速检测和分析有着非常重要的意义。 以小球藻（Chlorella sp.）为研究对象, 利用可见/近红外光谱技术和高光谱成像技术对不同光源培养条件下微藻生长过程脂肪动态变化和脂肪含量分布可视化分析进行了研究。 研究结果表明, 虽然利用两种技术获取的小球藻透射光谱和反射光谱有差异, 利用连续投影算法进行特征波长也不完全相同, 但基于两种技术获得的对于脂肪含量的特征波段光谱建立的小球藻脂肪含量多元线性回归模型的预测结果接近, 分别为rpre＝0.940, RMSEP＝0.003 56和rpre＝0.932, RMSEP=0.004 23。 研究中小球藻接种初期至生长指数期初期藻体内脂肪含量相对平稳, 积累增加发生在生长对数期的末期, 而在生长平稳期时的小球藻藻液中, 脂肪含量较高的藻体呈现出聚集生长的状态。 小球藻生长过程中生命信息快速无损检测方法的实现为微藻实际生产培养和收获策略的制定提供了理论依据和技术手段。

采收是中药生产的重要环节, 采收时间直接影响中药质量和产量, 是中医临床安全有效用药的前提, 开展中药适时采收期的研究具有重要意义和应用价值。 采用傅里叶变换红外光谱法对72份不同采收期的滇龙胆进行鉴别研究, 用TQ8.0软件对原始光谱进行一阶导数(first derivative, FD)、 二阶导数(second derivative, SD)、 标准正态变量(standard normal variate, SNV)、 多元散射校正(multiplicative scatter correction, MSC)和平滑(savitaky-golay filter, SG)预处理, 样品按3∶1分为校正集和预测集, 同时建立主成分分析(principal component analysis, PCA)和偏最小二乘判别分析(partial least square discriminant analysis, PLS-DA)模型。 结果显示, 选取1　800～600 cm-1波段范围的光谱, 去除光谱噪音； SNV结合二阶导数光谱和SG(15, 3)平滑, 预处理结果满意。 主成分分析表明, 前三个主成分方差贡献率为92.47%, 5月、 9月和10月份采收的样品差异较小。 偏最小二乘判别分析建立判别模型, 决定系数R2和校正均方根误差(RMSEE)分别为0.967 8和0.086 0, 可对18个预测集样品进行准确分类。 红外光谱法结合主成分分析、 偏最小二乘判别分析对不同采收期滇龙胆的分类和判别效果较好, 为不同采收期的中药鉴别提供理论依据。

用傅里叶变换红外光谱（FTIR）和逐步判别分析法对油菜籽的品种和产地进行鉴别研究。 测试了来自5个产地17个油菜籽品种188份油菜籽皮样品的红外光谱, 按产地和品种选择训练样本, 每个品种选择5份为训练样本, 剩下的作为测试样本, 选择1　800～950 cm-1范围的光谱信息, 在SPSS20.0的判别分析模块中采用逐步法, Fisher线性判别准则, 分别建立油菜籽品种和产地的鉴别模型来判别样品的品种和产地； 比较了逐步判别分析中五种筛选建模信息的算法所建立的模型对实验样品品种和产地的鉴别效果。 基于油菜籽皮红外光谱信息的品种判别分析, 五种筛选变量的算法所建立的模型都能较好的识别油菜籽的品种, “Wilks’ Lambda”法所建模型的识别效果最好, 判别正确率为97.9%。 基于油菜籽皮红外光谱信息的产地判别分析, 五种筛选变量的算法所建立的产地判别模型也都能较好的识别油菜籽的产地, “Unexplained variance”法所建模型的识别效果最好, 判别正确率为98.4%。 研究结果表明, 基于油菜籽皮中红外光谱信息的品种和产地判别分析, 有望成为油菜籽品种和产地鉴别的方法。

中药炮制是中医临床用药的关键, 炮制具增效、 减毒、 缓和药性等作用, 为了临床安全、 合理、 有效地使用中药, 开展中药炮制品的鉴别研究具有重要意义。 采用傅里叶变换红外光谱, 对五种不同炮制样品（包括龙胆、 生龙胆、 酒龙胆、 醋龙胆、 盐龙胆）60份滇龙胆进行鉴别分析。 采集样品的中红外光谱图, 用基线校正和归一化法对原始光谱进行预处理, 去除光谱噪音明显部分, 选择3　400～600 cm-1范围内的光谱, 利用多元散射校正(MSC)和标准正态变量(SNV)法进行处理, 样品按3∶1分为校正集和预测集, 并建立主成分分析(principal component analysis, PCA)和判别分析(discriminant analysis, DA)模型。 结果显示, 滇龙胆不同炮制品的红外图谱具有差异, 主要吸收峰有3　378, 2　922, 1　732, 1　610, 1　417, 1　366, 1　316, 1　271, 1　068, 1　048 cm-1。 1　738, 1　643, 1　613, 1　420, 1　051 cm-1附近为龙胆苦苷的特征吸收峰, 1　068, 1　048, 935 cm-1处为糖类物质的吸收峰； 主成分分析表明, 前三个主成分方差累积贡献率为94.05%, 能够反映原始数据的大部分信息, 酒龙胆和醋龙胆与其他样品之间存在明显的差异, 龙胆与盐龙胆所含化学成分差异较小； 经基线校正和归一化法处理后的光谱结合多元散射校正法, 在主成分数为10的条件下, 判别分析模型可对所有样品进行正确识别, 具有良好的预测性能。 结果表明, 傅里叶红外光谱法是一种快速、 无损、 有效的方法, 可用于滇龙胆炮制品的鉴别, 为中药炮制品的鉴别研究提供了借鉴。

现代工业应用与技术领域要求材料具有良好的机械性质与热学性质, Kevlar纤维做为近年来材料领域研究的热点纤维材料, 具有高强度、 耐高温等良好的性能。 纤维材料的性质依赖于自身的结构和组成, 热分解过程对于研究材料的结构和热学性质有着十分重要的意义。 热红联用技术做为一种新型的联用技术, 既能定量又能定性地进行分析, 在研究材料的热分解过程中具有明显的优势。 由于Kevlar纤维的热分解过程在文献中少有报道, 本文首次利用TG-FTIR联用技术对Kevlar纤维在室温到800　℃的热解过程进行分析, 得到了Kevlar纤维热解过程的详细步骤及各个步骤的反应产物。 结果表明, Kevlar纤维的热解经历了3个阶段, 分别为100～240, 240～420, 420～800　℃。 在500　℃之前Kevlar纤维失重很缓慢, 第三个阶段是纤维的主要失重阶段, 最终固体的残留质量为56.21%。 红外光谱数据表明, Kevlar纤维热解过程先释放出游离水, 随后发生脱水反应和解聚反应, 使纤维分子链断裂。 最后纤维碎片进一步反应生成小分子气体, 水、 氨气、 一氧化碳、 二氧化碳为主要产物。 其中水的析出量逐渐增大； 氨气的析出量保持基本一致； 一氧化碳仅在515～630　℃产生, 随后即氧化生成二氧化碳； 二氧化碳的析出量经历了一个由于一氧化碳转化而产生的增长后, 又下降到一定值保持稳定。

土壤水分是影响植被、 土壤和大气之间能量和水分循环的重要因素, 及时准确获取土壤湿度信息有利于提高作物估产精度和改善田间管理措施。本文基于红光与近红外光谱特征空间（NIR-RED）发展了一种新型土壤水分遥感监测模型ADI（angle dryness index）, 提高了可见光与近红外波段监测土壤水分的精度。经过研究表明, 在红光与近红外（NIR-RED）特征空间中, 存在一个中间角度变量θ, 利用光谱反射率与土壤水分之间的经验关系式模型以及混合像元分解公式证明该变量能够表征土壤湿度情况, 而不受植被覆盖度的影响, 因此利用该原理构建了ADI方法。最后利用两组遥感数据（分别为TM5与MODIS产品数据）以及对应的地面观测数据进行验证, 结果表明计算值与实测值均具有较高的一致性, R2分别达到0.74与0.64。同时, 将MPDI的计算结果与实测值进行了比较, 两组数据的R2均小于0.60, 表明ADI方法的计算精度高于MPDI。在MPDI的计算过程中用到了植被覆盖度, 这可能是引起计算结果误差的主要因素。此外, MPDI的计算结果表征土壤湿度的相对值, 而ADI则能定量的获取土壤水分含量。MODIS像元除了具有植被与土壤两个端元, 还有其他类型端元的概率高于TM数据, 因而MODIS数据的计算精度低于TM。因此, ADI是一种简单可行且具有较大应用前景的土壤水分反演方法, 适合于推广应用。

使用FTIR, FT-Raman和太赫兹时域光谱(terahertz time-domain spectroscopy, THz-TDS)技术在室温下对氯磺丙脲的Ⅰ型与Ⅲ型进行分析与表征。 结果显示氯磺丙脲Ⅰ型与Ⅲ型在三种光谱中都表现出明显的差异。 红外光谱与拉曼光谱中, Ⅰ型与Ⅲ型的光谱差异主要是吸收峰峰位的移动和峰强的改变； 此外, 在拉曼光谱中Ⅲ型在100～1　800 cm-1的特征峰明显多于Ⅰ型； 太赫兹光谱中, Ⅰ型在0.90, 1.09和1.29 THz处有特征峰, 而Ⅲ型在0.92, 1.11, 1.23和1.63 THz处有特征峰, 尤其是1.63 THz处的一个强峰, 明显区别于Ⅰ型。 采用密度泛函理论(DFT)对氯磺丙脲两种晶型进行分子模拟, 模拟结果与实验光谱较好吻合, 同时模拟结果也表明氯磺丙脲Ⅰ型与Ⅲ型在0.9 和1.1 THz处的多分子振动模式相同, 可以为氯磺丙脲其他晶型的太赫兹谱归属提供参考。 该结果为药物多晶型的IR, Raman以及太赫兹光谱研究提供了依据。

由于臭氧层逐渐变薄, 到达地球表面UV-B辐射不断增加, 因UV-B辐射改变的太阳光谱将会对陆地植物造成不同程度的伤害。 本试验以高粱龙杂5为材料, 对二叶一心高粱进行四种剂量UV-B处理, 恢复2 d采用光合仪测定光合参数, 并取样测定抗氧化酶活性。 随着UV-B剂量的升高, 高粱叶片褐化损伤加重, 植株矮化, 鲜重和干重显著降低； 花青素含量显著升高, 叶绿素和类胡萝卜素含量显著减少, 净光合速率和叶绿素荧光参数显著下降。 同时, 随UV-B剂量升高, 高粱幼苗气孔导度、 胞间CO2浓度和蒸腾速率表现为“降-升-降”变化； POD和CAT活性呈现“降-升-降”变化； SOD和GR活性呈现“降-升”变化, APX和GPX呈现“升-降-升”变化。 在供试的四种剂量中, UV-B处理6 h（相当2.4 J·m－2）的高粱幼苗净光合急剧下降, 其他光合指标以及抗氧化酶活性也表现出明显转折。 结果表明, 增强的UV-B辐射直接导致高粱光合色素、 净光合速率和叶绿素荧光参数的改变； 高粱抗氧化系统对高、 低剂量UV-B响应机制不同, 其中 ASA-GSH循环对低剂量UV-B反应更敏感, 高剂量UV-B辐射不仅破坏高粱光合作用, 而且启动植物酶促和非酶抗氧化系统, 导致叶片褐化坏死, 植株生物量累积减少、 株高矮化, 甚至死亡。

氨氮是衡量地表水质量状况的重要指标之一。 在现行的纳氏试剂分光光度法（HJ535—2009）检测氨氮含量过程中, 水样预处理（絮凝沉淀法）、 剩余浊度与仪器基线漂移等因素给检测过程带来不确定影响。 据此, 提出一种双波长（420和650 nm）光谱的改进方法, 通过扣除由剩余浊度与仪器基线漂移引入的吸光度, 以消除检测干扰。 先确定水样在420 nm处的浊度修正系数k, 后以420 nm处的吸光度减去650 nm处吸光度与k值的乘积, 得到氨氮显色反应的净吸收值, 从而实现对氨氮含量的准确定量检测, 并对该方法的精确度与准确性进行评价。 结果表明： 在单波长法中, 仅由絮凝沉淀法过滤过程引入的相对偏差可达8.67%, 而双波长法无絮凝沉淀步骤, 不受该偏差影响。 双波长法5次重复实验的精度标准差低至1.58%, 回收率在98.5~103%之间, 因此更为准确、 可靠。 与现行的纳氏试剂分光光度法相比, 该方法既省略了水样预处理的步骤, 又扣除了剩余浊度的干扰, 显著提高了实验的效率, 特别适用于大批量地表水样中氨氮含量的快速检测。

训练样本构成是影响光谱重建精度的一个重要因素, 针对学习型光谱重建算法中训练样本选择问题, 提出了一种基于主成分分析的训练样本选择方法。 为了保证训练样本与重建样本的相似度, 首先根据欧式距离最小原则从待选样本集中选择与重建样本相机响应值相似的样本, 并去掉其中的重复样本； 然后进行主成分分析； 设定阈值筛选各主成分系数较大的样本作为训练样本, 最后得到与主成分个数相同的训练样本子集。 为验证该方法的有效性, 通过在镜头前加载宽带滤色片搭建多通道图像获取系统采集多通道图像信息, 将得到的各样本子集用作训练样本, 利用伪逆法重建光谱信息, 最后将重建的光谱精度与常用的训练样本及训练样本选择方法得到的重建光谱精度进行比较。 实验结果表明： 提出的方法显著提高了光谱重建的色度精度和光谱精度, 优于常用的样本选择方法, 能较大程度满足高精度颜色复制要求。

藻类水华爆发已成为影响内陆水体生态环境的重要因素。 遥感能够提供实时的大范围观测, 在水华监测中起到越来越重要的作用。 遥感植被指数已广泛应用于藻类水华监测中, 通过对研究区植被指数图像进行阈值分割, 能够反映不同子区域内的藻类爆发程度； 然而阈值分割法的结果只能反映某一时间点（图像获取时）的藻类爆发状况, 无法表征长时间内藻类的变化。 相比于单个时间点的植被指数, 植被指数时间谱（时谱）包含藻类的物候信息, 能够更加全面准确地反映藻类的长时间变化。 目前, 植被指数时间谱还尚未应用到水华相关研究中。 选取2001年—2013年太湖区域的MODIS NDVI数据, 构建年度NDVI时谱数据, 利用(support vector machine, SVM)方法对每年的太湖蓝藻水华爆发强度进行分类, 将太湖重度、 中度和轻度蓝藻水华爆发的区域以及水生植物的区域提取出来, 得到其空间分布和面积； 并从2007年的时谱数据中抽取了8个时间点的NDVI图像, 利用传统阈值分割法提取太湖重度、 中度和轻度蓝藻水华爆发的区域, 将结果与2007年时谱数据分类的结果进行对比。 结果表明： 所提出的方法能够更加全面准确地对太湖蓝藻爆发强度进行分类, 通过NDVI时谱曲线提供的丰富物候信息可准确区分蓝藻与水生植被区域。 本研究有望为准确掌握和预测藻类水华的爆发趋势及强度提供有效手段。

采用溶剂热法在水和乙二醇的混合溶剂中合成出了高质量的LaPO4∶Ce, Tb纳米荧光粉末。 然后通过透射电子显微镜（TEM）、 粉末X射线衍射（XRD）、 荧光光谱（FS）等表征手段分别对稀土纳米荧光粉末的微观形貌、 晶体类型、 荧光性能进行了表征, 合成纳米荧光粉末的形貌为单分散的纳米棒, 平均长度为700 nm、 平均直径为20 nm, 其晶体结构为单斜LaPO4晶型, 并且在254 nm紫外光照射下能够产生较强的绿色荧光。 最后将合成的纳米荧光粉末应用于光滑客体表面汗潜指纹的无损显现中, 并详细考察了指纹显现的对比度、 灵敏度、 选择性、 背景干扰等指标。 实验结果表明, 使用LaPO4∶Ce, Tb纳米荧光粉末显现的指纹在254 nm紫外光的激发下能够产生明亮的绿色荧光, 指纹乳突纹线部位连贯清晰、 细微特征反映明显, 指纹与客体之间的对比反差强烈、 客体产生的背景干扰较小, 因此该显现方法具有较高的对比度、 灵敏度和选择性。 本显现方法具有操作方法简单、 显现效果优良、 适用范围广泛等优点。 本研究的重要创新之处在于, 经LaPO4∶Ce, Tb纳米荧光粉末显现后的指纹还可以进行后续的DNA提取及检测, 这是传统的指纹显现粉末所不能及的。 本研究为指纹物证和生物物证这两大物证的同时利用提供了有益参考。

翅碱蓬是辽东湾北部滨海湿地一种典型的植被, 其生物量的评估对了解滨海湿地生态系统生产力, 生态系统机构和功能的形成具有十分重要的作用。 而翅碱蓬覆盖度不均一, 特别是自然状态下的覆盖度较低, 土壤背景影响严重。 将基于模拟Landsat 8 OLI数据的转换型土壤调整指数(transformed soil adjusted vegetation index, TSAVI)作为自变量, 与地面实测生物量进行回归分析, 构建了翅碱蓬群落生物量反演模型。 结果表明： TSAVI（红光600～687 nm, 近红外820～880 nm）与生物量的相关性显著, 相关系数在0.9左右, 最高相关系数可达0.92； 线性、 二次多项式优于对数、 指数和幂模型, 模型拟合优度r2都为0.83, 再结合模型的F值和运算效率, 认为线性模型是反演成熟翅碱蓬生物量的最优模型。 最后, 实现了研究区域Landsat 8 OLI卫星遥感数据翅碱蓬群落生物量反演及模型验证, 估算值和实测值的相关系数r为0.962, 平均相对误差为0.106, 翅碱蓬覆盖度越大, 相对误差越低, 覆盖度低的翅碱蓬生物量反演的相对误差在0.18左右, 表明所建立的线性反演模型在高、 低覆盖度时均具有良好的反演精度； 此外, 还人为地将模型中土壤线系数a和b引入±5%扰动, 扰动后的反演结果平均相对误差比较稳定, 相关系数有所降低, 但都在0.9以上, 表明所建立反演模型具有较好的稳定性。

为了建立多光谱参数用于草莓成熟度的自动识别, 采用高光谱图像技术, 通过提取草莓样本ROI的平均光谱, 计算已有的八个成熟度参数Ind1, Ind2, Ind3, IAD, I1, I2, I3, I4的参数值, 并结合Fisher线性判别法判断八个参数对于三种成熟度（成熟、 接近成熟、 未成熟）草莓样本的分类识别效果, 发现基于I4参数的线性判别分析模型的识别效果最佳, 建模集和预测集识别准确率分别为90%和91.67%； 基于草莓样本的光谱特征, 提取与草莓成熟度相关的三个波长535, 675和980 nm, 并基于这三个波长和已有的参数形式, 构建了四个用于草莓成熟度检测的新参数： i1, i2, i3, i4, 通过Fisher线性判别法判断四个参数的分类识别效果, 发现基于参数i1, i2和i4的线性判别分析模型的识别效果均比参数I4好, 建模集和预测集识别准确率为95.83%, 95.83%, 95.83%和95%, 95%, 96.67%。 结果表明新建立的多光谱参数i1, i2和i4可以用于草莓成熟度的自动分类识别, 为草莓成熟度的在线检测提供了理论依据。

土壤有机质含量是反映土壤肥力的重要指标, 对其进行动态监测是实施精准农业的重要措施。 近年来, 众多学者尝试采用土壤近地传感（proximal soil sensing）, 尤其是近地高光谱技术, 在田间和实验室获取不同形态土壤的高光谱数据, 不断引入新方法建立适用于不同地域和不同土壤类型的有机质含量的反演模型。 该研究在实验室内利用ASD FS3采集了土壤高光谱数据, 采用“重铬酸钾-外加热法”测得了土壤有机质含量； 分析了土壤原始光谱反射率（R）与有机质含量的相关性, 选取R2>0.15的敏感波段的反射率； 利用CWT对土壤原始光谱反射率（R）、 光谱反射率的连续统去除（CR）进行不同尺度的分解, 分析小波系数与土壤有机质含量的相关性, 选取R2>0.3的敏感波段的小波系数； 利用R选取的波段信息和R-CWT, CR-CWT的选取的小波系数, 分别建立偏最小二乘回归（PLSR）、 BP神经网络（BPNN）、 支持向量机回归（SVMR）三种不同的土壤有机质含量反演模型。 结果表明： 相比R与土壤有机质含量的决定系数R2, R-CWT, CR-CWT变换后得到的小波系数与土壤有机质含量的决定系数R2分别提高了0.15和0.2左右； CR-CWT-SVMR的模型效果最为显著, 预测集的R2和RMSE分别为0.83, 4.02, RPD值为2.48, 具有较高的估测精度, 能够全面稳定地估算土壤有机质含量； CR-CWT-PLSR的模型精度与CR-CWT-BPNN, CR-CWT-SVMR相比虽有一定差距, 但是其计算量要明显小于非线性的BPNN和SVMR方法, 具有模型简单、 运算速度快等特点, 对开发与设计田间传感器具有较大的应用价值。

偏振探测作为一种新型遥感技术, 是对传统光谱遥感探测的有益补充, 为目标遥感探测提供更丰富的信息。 用地物偏振光谱仪实验测量, 分析土壤湿度与偏振光谱的相关性, 同时研究不同观测角下的土壤表面反射光偏振光谱特性。 结果表明： 在土壤湿度较高的情况下, 偏振光谱与土壤湿度具有一定的相关性, 尤其在500～700 nm波段, 湿度与偏振度呈正比关系； 低湿度的情况下, 偏振光谱与土壤湿度相关性不明显； 此外, 不同观测角对偏振光谱也有影响, 如入射角固定为50°, 观测角在20°～60°区间测量时, 偏振度随观测角增大而增大, 且观测角愈大, 偏振度随湿度的变化愈显著。

稀土磷酸盐在光学材料、 激光材料等许多领域有着广泛的利用, 具有较大的开发前景。 通过水热法制备出不同晶相的LaPO4纳米棒, 重点研究了其在光催化领域的应用, 并对其结构以及紫外漫反射光谱进行了分析讨论。 研究表明水热温度是影响其晶相的一个关键因素, 120 ℃时为六方相, 160 ℃时为六方与单斜混合相, 而温度提高至180 ℃时为单斜相。 不同晶相LaPO4对紫外光吸收没有明显的区别, 且各晶相下均为纳米棒结构。 通过光催化降解亚甲基蓝（MB）来研究不同晶相LaPO4光催化活性区别, 发现单斜相的LaPO4纳米棒具有更高的光催化活性。 研究进一步发现, 单斜相的LaPO4纳米棒可促进荧光量子效率降低, 　提高了光生电子及空穴的分离效率, 因而光催化降解MB活性较高。 此外, 利用活性物种捕获实验, 确定了单斜相LaPO4在光催化降解过程中起主要作用的活性物种为羟基自由基。

面瘫是一种多发的面神经疾病, 表现为患侧面神经功能失调, 严重影响患者的正常生活和人际交往。 面神经功能自动评估方法对于面瘫的诊治是至关重要的。 面部神经功能受损导致体表温度分布发生改变, 可以通过红外热成像采集患者的面部温度分布不对称特征, 基于红外热成像提出一种面神经功能自动评估新方法, 融合温度特异性和边缘检测自动将面部红外热像划分为左右对称的八个区域, 提取面部温度不对称特征, 包括温差、 有效热面积比和温度分布不对称度, 采用径向基神经网络作为面神经功能自动分类器。 实验收录了390幅单侧患病的面瘫患者正面红外热像图, 结果显示： 采用径向基神经网络的红外热成像面神经功能自动分类器的平均分类准确率为94.10%, 比采用K近邻分类器和支持向量机分类器分别提高了9.31%和4.87%, 优于传统的House-Brackmann面神经功能评估方法, 对面神经功能的分类精度完全符合临床应用标准, 可以有效评估面瘫患者的面神经功能, 有助于面瘫的临床诊断与治疗。

选择合适的特征谱线是以内标法对激光诱导击穿光谱进行定量化分析的前提, 需要科研工作者精心分析和比较, 往往耗费大量精力和时间, 而且还不能保证结果最优。 基于遗传算法为内标法提出了一种从原始光谱中自动选择分析线和参考线的方法, 使用该方法从低合金钢样的LIBS光谱中为锰（Mn）、 镍（Ni）、 铬（Cr）、 硅（Si）和铁（Fe）元素分别选择了用于内标法定量分析的分析线和参考线。 优选得到的最优谱线为, Mn的分析线和相应的参考元素Fe的参考线分别是403.306 8和368.745 7 nm, Si的分析线和相应的参考元素Fe的参考线分别是288.157 7和427.176 1 nm, Cr的分析线和相应的参考元素Fe的参考线分别是286.510 0和272.753 9 nm, Ni的分析线和相应的参考元素Fe的参考线分别是352.453 6和358.698 5 nm。 最后基于优选得到的谱线以内标法对这些元素分别进行了定量分析, 结果证明, 使用这种谱线选择方法能够自动从原始光谱中找到最优特征谱线, 使内标法定量分析得到最好的结果。

晶体材料的合成中, 通过特定掺杂可以提高晶体质量、 改善晶体性能, 而掺杂元素的种类、 浓度和分布对于人工晶体结构、 性能等也有非常重要的影响。 因此, 准确测定晶体中各种元素的含量, 对于改进晶体材料配方、 生长工艺以及质量控制具有重要指导意义。 目前, 人工晶体中掺杂元素表征的主要方法包括原子光谱法, X射线荧光光谱法, 无机质谱法和电子探针显微分析法等, 对各种方法的原理、 特点与局限性进行了综合论述, 由于每种方法都有其各自的优缺点和适用范围, 可根据不同的分析需求选择合适的方法以提高分析的效率与准确性。 对人工晶体中掺杂元素分析方法的发展趋势进行了展望。

建立应用电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES)法直接测定柴油中微量硫的分析方法。 柴油样品经煤油简单稀释后直接进样分析, 高浓度有机溶剂具有较高的饱和蒸气压, 会造成等离子体的负载增加从而影响等离子体的稳定性, 通过优化仪器的射频功率、 载气流量和溶液提升量等工作参数维持了等离子体工作的稳定性, 选用轴向观测技术提高了方法的灵敏度。 硫的分析谱线处于紫外光区, 光室中的氧气会吸收紫外光谱, 采用氩气为保护气并延长氩气吹扫光路的时间控制了光室的纯度。 采用在等离子体气体中通入一定量的氧气使高浓度有机碳完全燃烧, 消除了碳沉积现象。 详细地研究了硫的光谱干扰, 采用实时背景扣除功能软件进行校正。 通过加入内标元素Y校正了基体对硫信号抑制的差异, 补偿了部分光谱漂移所带来的误差, 有效地改善了测量的精密度。 样品的分析结果表明, 该方法硫的检出限为0.2 μg·L-1, 三水平加标回收率在97.4%～101.8%之间, 11次平行测定的相对标准偏差（RSD）在1.6%～2.1%之间。 方法的样品前处理过程采用煤油稀释后直接测定, 具有操作简单、 快速、 准确、 线性范围广、 检出限低和精密度好等特点, 可用于柴油中微量硫的快速分析。

建立测定珍稀濒危植物桫椤中无机组成元素含量的分析方法。 通过闭密微波消解对桫椤样品进行处理, 采用电感耦合等离子体发射光谱（ICP-OES）法测定其中的Na, Mg, Al, P, K, Ca等6个常量元素, 采用电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）法测定了其中的V, Cr, Mn, Fe, Ni, Cu, Zn, Cd, Hg, Pb等10个微量元素。 优化并确定了仪器的最佳工作条件, 通过在样品溶液中添加低浓度盐酸确保了待测元素Hg在样品溶液中的稳定性, 采用多谱拟合（MSF）技术消除了ICP-OES测定过程中的光谱干扰, 采用动态反应池（DRC）技术校正了ICP-MS测定过程中的质谱干扰。 在选定的工作条件下, 各元素标准曲线线性关系良好, 方法的检出限在1.87 ng·L-1～12.31 μg·L-1之间。 采用本法对标准物质NIST SRM1457（桃叶）进行测定, 分析结果与标准物质所提供的参考值基本一致。 两种桫椤样品的分析结果显示, 桫椤叶中元素Na, Mg, K, Ca, Al, P的含量较高, 而元素K的含量最高, 表明桫椤对元素K具有很强的富集能力。 元素V, Cr, Mn, Fe, Cu, Zn含量较低, 桫椤叶中重金属元素Ni, Cd, Hg, Pb的含量极低, 表明桫椤的野外生态环境良好。 该方法具有操作简单、 分析速度快、 准确性和精密度好等特点, 可为珍稀濒危植物桫椤中无机组成元素含量的检测提供科学依据。

为分析和检测铁矿石表面多成分的分布情况, 采用532 nm Nd∶YAG脉冲激光, 设计面扫描分析方法, 结合自行开发的软件, 首先对标准样品进行面扫描分析, 建立定标曲线, 说明元素含量与谱线强度的关系。 然后对由标准样品压制的表面元素含量分布不均匀的样品进行面扫描分析, 生成二维分布图, 并与样品表面形貌进行比较, 验证了分析方法的正确性。 最后以100 μm的分辨率对天然铁矿石样品表面14 mm×11 mm范围内进行面扫描分析, 得到其表面Ca, Al, Ti和Mn四种元素的分布情况, 并将分析结果与铁矿石表面形貌相比较。 结果表明, 激光诱导击穿光谱技术作为一种成分分析方法, 可以对不均匀样品的表面成分分布情况进行定性分析。

土壤微生物对小分子有机氮的直接吸收和利用是目前微生物氮素营养研究的新方向。 本研究通过气相色谱-质谱（GC-MS）对双标记氨基酸（13C, 15N）的测定技术探讨土壤微生物对有机氮分子的直接吸收和利用。 结果表明： 加入土壤中的甘氨酸被微生物迅速利用, 半衰期为2.9　h。 培养4　h后在微生物体内检测到最大量的双标记甘氨酸（相当于甘氨酸加入量的10%）, 说明甘氨酸可以被微生物以完整分子形式所吸收。 通过此手段也可检测到土壤溶液和微生物体内的单标记ａ-酮酸（双标记甘氨酸分解后的产物）, 但含量极少, 说明加入的甘氨酸主要向微生物提供C源供其生命活动。 本研究证明专性化合物同位素双标记手段结合氯仿熏蒸技术是检测微生物吸收小分子有机氮的有效手段。Technique

以壳聚糖为单体, 磁性纳米Fe3O4为载体, 环氧氯丙烷为交联剂, 利用本体聚合法制备的Pb(Ⅱ)印迹磁性复合吸附剂, 可实现从水溶液中快速吸附分离Pb(Ⅱ)。 印迹和非印迹吸附剂采用FTIR表征, FAAS法分析吸附过程中pH、 吸附时间、 初始浓度和温度等影响。 结果发现, 随着溶液pH值的增加, Pb(Ⅱ)-MICA对Pb(Ⅱ)的吸附容量在溶液pH 5~6时达到最大, 当吸附时间为120 min, 最大吸附容量为32.48 mg·g-1。 吸附剂对Pb(Ⅱ)的Pb2+/Cu2+, Pb2+/Cd2+, Pb2+/Ni2+, Pb2+/Zn2+的相对选择性系数分别是MNICA的28.11, 91.14, 76.54, 33.06倍, 显示出对Pb2+具有良好的吸附选择性。 Langmuir等温吸附模型与平衡吸附数据吻合（r2=1, 饱和吸附容量为33.87 mg·g-1）。 动力学和热力学研究结果表明, 吸附过程属于Langmuir型单层吸附, 受化学作用控制, 是自发、 放热、 焓驱动的过程。

采用正交试验优化GC-MS测定血清胆固醇及其标志物的样品前处理条件, 并对最优试验方案进行方法学评价。 采用L16（211）正交设计对影响GC-MS测定血清胆固醇及其标志物前处理的3个关键步骤共7个因素——皂化（KOH-乙醇浓度、 皂化温度和时间）、 萃取（正己烷用量）和衍生化（衍生化温度、 时间和用量）进行优化。 得到最优前处理条件组合如下： KOH-乙醇溶液浓度为1　mol·L-1； 皂化温度70　℃； 皂化时间60　min； 萃取剂用量2 mL； 衍生化温度70　℃； 衍生化时间60　min； 衍生化试剂用量100 μL。 所建方法准确性和精密性良好, 方法学评价指标优于文献报道。

水泥质量的优劣直接影响到建筑工程的安全, 使用品质合格的水泥材料是保证工程结构质量的必要前提, 因此快速检测水泥生料成份对于及时指导调整原料配比和保障水泥产品品质具有重要意义。 传统的生料检测需要经过取样、 制样、 化验等环节, 检测结果严重滞后于生产。 我们通过产学研协同攻关, 研制了一套基于激光诱导击穿光谱（laser-induced breakdown spectroscopy, LIBS）技术的水泥生料品质在线检测设备, 该设备由LIBS光学检测系统和气动取送样系统两部分组成, 实现了对水泥生产线上水泥生料品质的实时连续测量, 避免了传统的取制样环节, 从而大大缩短了化验时间, 所测水泥生料成分的实时数据能够及时指导调整水泥原料的配比, 保证水泥质量的合格。 我们利用该LIBS水泥品质在线检测设备对水泥生产线上生料中的主成分Al2O3, CaO, Fe2O3, MgO和SiO2进行了定量分析, 利用全谱归一化和支持向量机（support vector machine, SVM）对水泥生料建立定标模型, 对水泥生料中Al2O3, CaO, Fe2O3, MgO和SiO2测量的最大误差分别是0.34%, 0.35%, 0.07%, 0.14%和0.55%。 现场实验结果表明, 本水泥生料品质激光在线检测设备的测量结果与传统化验法的结果相吻合, 测量精度与X射线荧光光谱法（XRF）相接近, 从而证实了LIBS可以作为水泥在线检测的一种有前景的方法。

古代陶瓷产地研究是陶瓷考古的重要内容, 也是科技考古工作者研究的重点。 目前国内古代陶瓷产地研究主要依赖化学成分分析技术, 对陶瓷釉层结构特征的无损分析研究却相对缺乏, 难以对古代陶瓷进行全方位的认知。 该研究首次将光学相干层析(OCT)与X射线荧光(XRF)光谱分析技术相结合, 对南海一号沉船出水的南宋初期景德镇窑和龙泉窑青瓷瓷釉的断层结构特征和化学成分特征进行综合无损分析研究。 首先采用扫频OCT成像系统对两个窑址青瓷瓷釉断层结构及装饰工艺特征进行了研究, 分析了青瓷瓷釉类型、 釉层厚度、 釉层内气泡、 包裹体、 表面裂纹等特征及分布状况, 对比了两窑址青瓷瓷釉断层结构特征, 确定了可能采用的装饰工艺。 其次, 利用X射线荧光(XRF)光谱分析获得了两窑址青瓷胎釉的化学成分, 对比研究了两个窑址青瓷胎釉化学成分差异, 进而探讨了瓷釉断层OCT图像特征与釉层化学成分之间存在的联系。 实验结果表明, 景德镇青瓷和龙泉青瓷样品在釉层厚度、 气泡、 裂纹、 包裹体等瓷釉断层结构特征上差异明显, 在胎釉化学成分方面, 两类青瓷在胎釉着色相关元素、 釉层碱性氧化物等成分含量上也存在差异。 同时, 瓷釉断面结构特征差异与釉层化学成分差异存在紧密联系。 实验证明, 将OCT与XRF相结合是一种有效的辨别瓷器窑口的科学技术方法。

在维拉斯托矿区深部矿井的不同中段共采集了六组断层泥样品, 采用X射线衍射和近红外光谱现代测试分析技术对样品进行分析测试, 旨在探讨断层泥的矿物成分特征及其与成矿作用关系。 分析结果表明, （1）断层泥中含有低温蚀变的粘土矿物（如蒙脱石、 高岭石、 地开石、 绿泥石等）和中高温热液蚀变矿物（如石墨、 黑云母、 叶腊石、 重晶石、 蛇纹石、 透闪石、 阳起石等）, 同时也含有与成矿作用密切相关的矿物成分（如铜锌氧化物、 氯铜钒、 蓝铜矿、 斑铜矿等）。 （2）不同深度的断层泥矿物成分有所不同, 地表浅部以浅变质矿物为主, 深部以变质程度较深的矿物为主。 （3）从断层泥矿物成分、 矿物成因及发展演化规律来看, 断层泥主要形成于含矿热液活动时期及矿后构造, 且后期经历了表生氧化作用。 （4）通过分析断层泥蚀变矿物成分及其矿物组合特征可以推测, 该矿床形成于中-高温热液环境下, 经历了硅化、 高岭石化、 绿泥石化、 萤石化及绢云母化等蚀变过程。 因此, 通过分析断层泥的矿物成分及其矿物组合特征, 不仅对指导找矿有一定的现实意义, 同时也可以对矿床成因类型的判断提供重要的参考信息。

南方地区原始瓷出土数量较多且出土地点较为集中, 从而对它的工艺和产地研究较为深入； 而北方原始瓷因出土地点分布零散和数量的限制, 对它的科技分析比较少。 随着陕西周原遗址出土了大量原始瓷, 有必要对该遗址出土的原始瓷做一个整体分析。 为了探讨陕西周原遗址出土西周时期原始瓷的工艺特征, 采用超景深三维视频显微系统和能量色散X射线荧光光谱分别对原始瓷胎釉微观结构和化学元素组成进行了观察与测试。 显微观察可见： 原始瓷胎质粗糙, 胎中未熔颗粒、 孔隙较多； 施釉不均, 釉层较为浑浊, 分布较多气泡。 化学组成测试结果显示： 胎中Al2O3含量集中在11.8%～17.21%, SiO2含量分布在75%～80.5%, K2O含量分布在3%～7.85%； 釉中CaO含量分布在11.08%～23.94%, P2O5含量分布在1%～3.18%、 MnO含量分布在0.24%～1%, 而釉中P2O5, MnO, K2O含量较胎相对提高。 结果分析表明： 原始瓷胎料可能选用含较高钾的瓷石； 釉应是添加了草木灰的钙釉； 周原遗址的原始瓷工艺尚处于制瓷技术初级阶段。

星系光谱红移测量是大规模天体光谱巡天项目中的一个重要研究内容, 其目的是从在光谱中测量出对应星系由于多普勒效应引起的红移。 随着银河系外巡天项目的开展, 观测目标距离（红移）越来越远, 其星等越来越暗, 光谱的质量也随之越来越差, 如何能够有效准确地从这些低质量的光谱测量出红移是河外巡天面临的一个重要问题。 基于此问题, 充分考虑到低质量星系光谱的特点及数据特征, 新定义了一种针对低质量巡天光谱数据的多分辨率融合距离, 以此为基础提出一种针对低质量星系光谱的红移测量方法。 该方法充分结合不同分辨率下光谱的特征, 计算距离时首先将模板光谱和待测光谱同时降到多个相同分辨率下, 该分辨率下所有波长采样点都计算一个偏差进而得到一个距离, 然后将多个分辨率下得到的距离通过加权得到一个融合距离。 基于多分辨率融合距离提出的星系红移测量方法, 能够有效的解决低质量星系光谱的红移无法准确测量的问题。 研究了不同信噪比下红移测量的精度, 在信噪比大于5之后, 该方法测量准确率可以达到90%以上。 大量实验表明, 提出的方法在星系光谱质量较低的情况可以非常准确地从中测量出红移, 测量误差和红移大小无关, 可以很好地应用于大规模巡天数据的星系光谱红移测量中。

光纤布拉格光栅(FBG)传感系统因其检测精度高、 重复性好和适应性强等优点而被广泛应用于不同领域。 由于FBG传感器为波长调制型传感器, 因此对于外界参量的检测即为FBG中心波长的检测, 而FBG中心波长值对应于FBG反射光谱的峰值。 因此, 系统解调的核心即为FBG反射光谱的峰值检测, 而高精度的寻峰算法是系统解调的关键技术。 现有的寻峰算法对FBG反射谱进行峰值检测时, 都是以FBG反射谱为标准高斯型为前提的。 但由于实际制作工艺及环境的影响, FBG反射光谱并不是标准高斯型光谱, 而是非对称的高斯型光谱, 其非对称特性往往会对寻峰精度有一定的影响。 针对现有算法这一缺陷, 提出了一种指数修正高斯(EMG)拟合寻峰算法。 利用三次判定定位实现粗定位, 同时剔除假峰和无效峰值； 在此基础上以粗定位点为中心进行光谱重构, 再利用积分判定峰值偏向； 然后根据不同的峰值偏向以给定的指数修正函数进行相应的峰值修正。 实验仿真结果表明： 定温条件下或变温条件下, 与直接寻峰算法、 高斯拟合算法和文献中的算法相比, EMG算法的峰值检测误差最小, 寻峰精度提高。 考虑了FBG反射光谱非对称特性对寻峰的影响, 从光谱自身特性的角度, 既克服了传统寻峰算法的局限性, 又保证了高精度的寻峰效果。

在体组织光学参数测量是生物医学光子学研究重点, 不仅为人体成分无创检测、 光学成像、 光动力疗法等研究提供基础, 并且可以快速获取人体光学参数变化, 为临床诊断提供依据。 研究了利用单一源探距离漫反射光谱在体测量光学参数的测量系统与反构方法。 漫反射光谱测量系统由宽谱光源、 高分辨光纤光谱仪及光纤探头组成, 结构简单, 测量方便, 可准确快速测量样品漫反射光谱。 在光纤探头几何形状基础上, 研究了光纤收集及系统传递函数, 在此基础上对反构算法进行了校正。 光学参数反构算法中正向模型基于Monte Carlo以及神经网络方法, 适用光学参数范围大, 计算速度快； 逆向算法采用主成分分析与非线性建模拟合相结合的方法, 可抑制测量噪声影响。 在测量系统及反构算法基础上, 进行了组织仿体光学参数测量实验, 结果表明, 利用单一源探距离下漫反射谱, 可以较为准确获取吸收系数以及约化散射系数, 均方根误差分别达到4.58%以及7.92%。 为保证系统测量准确性, 测量波长范围应覆盖样品中所含吸收物质吸收峰范围。 所研究的在体组织光学参数测量方法为人体成分无创检测及测量条件变化获取提供了基础。

为满足高光谱成像系统高空间分辨率和高光谱分辨率的要求, 并应对实际应用中对仪器小型化、 轻量化、 高光学效率的新需求, 研究一种基于利特罗结构的棱镜色散高光谱成像系统, 采用离轴两反的利特罗结构形式减小光学系统的体积, 同时为平面棱镜提供准直光路, 并以宏编程的优化方式, 避免系统中光路干涉。 结果表明, 通过非球面反射镜和双校正透镜的设计, 该光学成像系统的谱线弯曲均小于2.1 μm, 色畸变小于1.3 μm, 控制在18%像元内, 在400～1 080 nm可见—近红外（VNIR）工作波段的光学调制传递函数（MTF）均达到0.9以上, 光谱分辨率为1.6～5.0 nm, 光谱透过率在51.5%以上, 系统在整个工作光谱范围都具有较高的透过率和像质。

针对棱镜型成像光谱仪结构复杂、 具有严重的色散不均匀性, 进行了共光轴线色散棱镜式宽谱段成像光谱仪研究。 利用棱镜的色散公式建立了对称型三棱镜组合分光结构的数学模型, 获得了满足直视结构的棱镜组合, 并在此基础上分析影响棱镜组色散线性因素： 棱镜材料的折射率和色散率对棱镜组线色散影响比较大, 入射角度对其影响比较小, 并提出改善色散线性的方法, 获得了满足线色散要求的棱镜组合的折射率条件, 从而为共光轴结构的线色散棱镜式成像光谱仪初始结构的选择提供了重要理论依据。 在工作波段为400~1 000 nm、 中心波长偏向角为0°、 最大色散角为0.6°、 光谱仪系统数值孔径NA为0.18、 光谱分辨率为5 nm条件下, 实现共光轴三棱镜分光系统的线色散设计, 最后利用ZEMAX进行了模拟分析表明, 理论计算结果与实际仿真结果基本相符。

声光可调谐滤波器（AOTF）具有体积小、 波长稳定性好、 扫描范围宽、 调制速度快等优点, 在光谱成像中被广泛应用, 但单独采用AOTF的成像光谱偏振探测还较少。 为此提出只采用两个AOTF的成像光谱偏振探测新方法。 该方法首先通过分束镜将入射光分成两束, 两束光分别通过两个AOTF, 而两个AOTF的正一级衍射光的偏振方向互成45°, 由于AOTF的正一级衍射光的偏振方向互相垂直, 因此两个AOTF的正负一级分别可得到0°, 45°, 90°和135°的光强, 在测量中需保持两个AOTF的滤光所对应的波长完全相等。 最后通过对两个AOTF的正负一级衍射成像, 最终得到Stokes偏振信息中S0（0°和90°光强和）、 S1（0°和90°光强差）和S2（45°和135°光强差）, 结合相应的理论公式对被测目标的线偏振度（DoLP）和线偏振角（AoLP）实现成像。 再通过对AOTF的射频驱动进行扫频, 实现对被测目标不同波长偏振成像, 最终实现成像光谱偏振探测。 并通过对500, 550和600 nm偏振成像进行实验验证。 该方法具有无运动部件、 无需转动、 一次测量同时获得成像光谱偏振信息的优点。

为了实现傅里叶变换成像光谱仪的静态化与高通量, 提出一种基于多级微镜的时空混合调制成像光谱仪, 其干涉系统是利用一个多级微镜代替迈克尔逊干涉仪中的平面镜, 其显著特点是无运动部件和限制系统光通量的狭缝, 可同时获得目标的干涉图与二维空间图像。 该成像光谱仪利用前置成像系统将目标成像到干涉系统的平面镜与多级微镜上, 利用多级微镜的结构特点对两成像光束的光程差进行调制, 然后通过后置成像系统获得不同干涉级次的目标图像。 首先通过对该成像光谱仪干涉系统光谱信噪比的分析, 明确了光谱信噪比与图像信噪比之间的关系, 确定了多级微镜的特征参数。 为了确保每个阶梯面所对应光程差的恒定性, 通过对前置成像系统成像过程的分析, 确定了前置成像系统像方远心的光路结构； 通过对系统视场角与光程差之间关系的分析和计算, 确定了前置成像系统的设计指标并完成了光学设计。 为了保证后置成像系统不引入额外的光程差, 通过对后置成像系统成像特点的分析, 确定了后置成像系统双远心的光路结构； 通过对系统入射孔径角与阶梯级数之间关系的分析和计算, 最终设计出满足系统性能需求的后置成像系统。 通过对各单元系统的理论分析与光学设计, 为静态化与高通量成像光谱仪的发展提供了一种新的思路。

研究了一种基于错位和花生形结构的全光纤马赫-曾德干涉仪, 进行了液位和曲率的测量实验, 利用错位结构将纤芯模式激发到包层, 包层模式经过花生形结构被耦合到纤芯与原有的纤芯模式发生干涉。 包层模式对外界物理量如折射率、 应力的变化敏感, 导致透射光谱漂移。 波谷波长的漂移量与液位和曲率的变化成线性关系, 利用波谷的漂移实现液位和曲率的测量。 在液位实验中, 在水位变化范围为1.00～5.00 cm时, 波谷向短波方向漂移, 灵敏度最高为-0.68 nm·cm-1, 线性拟合度为0.995 4。 在曲率实验中, 曲率的变化范围为0.3～1.2 m-1时, 波谷向长波方向漂移, 灵敏度最高为22.47 nm·m, 线性拟合度为0.986 4, 表现出较高的灵敏度。 错位结构和花生形结构被用于组成马赫-曾德干涉仪, 用普通的光纤熔接机和普通单模光纤即可熔接, 结构和制作方法简单, 灵敏度高, 尤其在曲率的测量中表现出较高的灵敏度。

石英漫反射板用于星载大气痕量气体差分吸收光谱仪测量太阳参考谱的观测系统中, 太阳光谱的测量精度将会直接影响痕量气体反演的精度, 为保证载荷全视场太阳光谱的测量精度, 石英漫反射板需具有良好的朗伯特性, 在仪器观测视场内能够提供均匀的光源。 为此, 在实验室利用双向反射分布函数(BRDF)测量仪, 选取F4(聚四氟乙烯)粉压制板作为标准板, 采用相对测量法对研制的四种石英漫反射板样品进行了朗伯特性测量, 得出了四种样品在波长180～880 nm、 观测角度－70°～+70°范围内的BRDF。 通过对样品BRDF的分析, 筛选出了两种工艺下的朗伯特性较好的石英漫反射板作为初选样品, 并测量比较了石英漫反射板和F4标准板对太阳光的漫反射光谱, 石英漫反射板对太阳光的反射特性较好, 可以作为测量用漫反射板获取太阳参考谱。 为进一步的紫外辐照、 原子氧侵蚀等试验以及对比试验提供了数据支持。

提出了一种在小样本条件下建立光谱定量分析的新方法-Bootstrap-SVM模型。 以道路沥青为研究对象, 共收集29个来自6个不同单位的沥青样本, 利用所提方法建立了沥青针入度定量分析模型。 Bootstrap-SVM由Bootstrap重抽样、 噪声注入及SVM三个步骤组成。 为了对比所提方法的优势, 对比了目前常用的PLS模型以及SVM模型。 研究结果表明Bootstrap-SVM, PLS, SVM预测均方根误差分别为0.773 5, 2.889, 1.784 4, 所提方法预测精度最好, 为小样本条件下光谱定量分析提供了一种新的有效方法。

气溶胶老化是目前大气颗粒物物理化学领域的研究热点之一。 通过真空型傅里叶红外光谱仪原位观测并对比了油酸（OA）薄膜和油酸包覆粉煤灰两种样品分别与臭氧发生的化学反应动力学, 并评估了其中粉煤灰在非均相化学反应中所起到的作用。 除了指纹区特征峰的不同, 在反应前纯油酸薄膜和纯油酸包覆粉煤灰样品的主要红外特征吸收峰是相似的。 当两种样品分别处于20 ppm 臭氧浓度、 室温和干燥的反应环境中, CH的特征吸收峰(3 050 cm-1)强度降低而—OH伸缩振动特征峰(3 430 cm-1)强度增加。 此外, 随着臭氧氧化反应的进行, 处于1 710cm-1的羧酸CO伸缩振动特征峰强度下降, 反之, 产物酯类物质的伸缩振动特征峰在1 740 cm-1出现并增强。 通过红外光谱的变化趋势能够得到两组样品的OA成分在反应中逐步消耗并转化为含有羟基和酯类官能团的产物。 通过位于1 740 cm-1处的CO特征峰的变化能够得到准一级反应速率常数Kapp和摄取系数γ。 粉煤灰样品的准一级反应速率常数大体是油酸薄膜反应体系的两倍。 对于比表面积, 粉煤灰样品要大于油酸薄膜, 而两种反应体系的臭氧浓度一致, 油酸薄膜和油酸包覆粉煤灰的γ值分别为(2.70±0.11)×10-4和(3.70±0.13)×10-4。 较大的催化表面积和较快的催化效率是导致粉煤灰样品较油酸薄膜反应快的原因。 由此证明了当粉煤灰与不饱和有机酸结合并处在臭氧氧化环境中时会常易促进二次有机气溶胶的形成。

利用一种自制的湿度调节设备与真空红外光谱仪相结合, 提出了一种研究醋酸镁气溶胶的吸湿性和传质动力学的新方法。 湿度调节装置通过改变纯水汽压力来调节样品室的相对湿度, 这样可以实现湿度以不同的速度发生变化。 与红外光谱手段相结合, 湿度缓慢变化, 让气溶胶时刻处于准稳态过程, 可以研究气溶胶在热力学稳态的吸湿性质。 湿度脉冲式改变, 可以研究气溶胶的动态吸湿性质以及传质动力学过程。 红外光谱的扫描方式随着湿度的改变速度进行调节。 由于实验中的相对湿度由纯水气提供, 因此通过对红外方光谱中纯水气的特征吸收峰面积的定量计算获得与光谱同步的相对湿度值。 研究发现, 当湿度稳定在一个高湿度时, 醋酸根和液态水的峰面积在持续下降。 并且首次发现经过一个准稳态的湿度循环后(1.05×104 s), 在80%RH条件下, 水峰面积由1.5降低至1.1。 通过改变实验方案并对其结果进行对比可知, 在高湿度条件下, 醋酸镁发生水解, 生成的醋酸由于样品室内的负压而挥发, 因此引起气溶胶含水量下降。 采用脉冲发式快速改变样品室的湿度, 一个湿度脉冲循环需要10 s。 计算脉冲循环过程中气溶胶的含水量发现, 在湿度高于70%RH时, 气溶胶含水量没有减少。 但是加湿过程的水传输比去湿过程的水传输快。 这些现象说明醋酸镁的水解速率小于湿度的脉冲改变速率。 在湿度快速变化的过程中, 气溶胶液滴表面难溶物的形成引起水传输发生受阻现象。

采用紫外-可见光谱法（UV-Vis）研究三种二茂铁衍生物［Fc(COOH)2(λmax=286 nm), Fc(OBt)2(λmax=305 nm), Fc(Cys)(λmax=289 nm)］与血红素(heme, λmax=386 nm)的相互作用。 实验结果表明： 当固定heme浓度时, heme的吸光度随着Fc(COOH)2和Fc(Cys)浓度的增加而增大, 而heme的吸光度随着Fc(OBt)2的浓度的增加几乎没有增大； 当分别固定Fc(COOH)2, Fc(Cys)和Fc(OBt)2的浓度时, Fc(COOH)2和Fc(Cys)的吸光度随着heme浓度的增加而增大, 而Fc(OBt)2的吸光度随着heme浓度的增加没有变化, 说明Fc(COOH)2和Fc(Cys)与heme存在分子间的相互作用, 主要是由于Fc(COOH)2和 Fc(Cys)与heme能形成氢键, 分子链增长, 吸收的能量增加, 导致吸光度增大； 而Fc(OBt)2与heme没有分子间的相互作用, 是由于Fc(OBt)2没有自由的氢, 不能与heme形成分子间的氢键。 同时考察了三种二茂铁衍生物与heme 的吸光度随时间的变化, Fc(COOH)2和 Fc(Cys)与heme的吸光度随着时间的增加而减少, 而Fc(OBt)2与heme的吸光度随时间的变化几乎没有变化。 Fc(COOH)2与Fc(Cys)和heme的反应时间为0.5, 18和48 h, 当固定Fc(COOH)2浓度时, 在λmax=384 nm处的吸光度由2.64分别变为2.53和2.51； 当固定heme的浓度时, 在λmax=384 nm处的吸光度由1.76分别变为1.72和1.68； 当固定Fc(Cys)浓度时, 在λmax=397 nm处的吸光度由2.74分别变为2.63和2.55； 当固定heme的浓度时, 在λmax=397 nm处的吸光度由1.82分别变为1.58和1.49。

岩矿光谱由多种矿物光谱混合而成, 解译岩矿光谱能够得到岩矿的组分信息, 且该方法具有快速、 方便、 不损坏样品的特点。 经验模态分解(empirical mode decomposition, EMD)不能直接分离出混合信号中的源信号, 独立成分分析(independent component analysis, ICA)要求混合信号数目不小于其所包括的源信号数目。 将EMD和ICA两种方法相融合, 首先用EMD分解混合信号得到本征模态函数(intrinsic mode function, IMF), 再选择一定数目的IMF与混合信号一起组成ICA的输入数据矩阵, 经过ICA运算可以获取单一混合信号中的源信号信息, 克服了EMD和ICA两种方法各自的缺陷。 研究表明, 综合应用EMD和ICA方法可以获取单一混合信号中的源信号信息, 混合信号中源信号含量越大, 得到的源信号近似值越理想。 参与ICA分离的IMF数目决定了分离得到的源信号近似值的数目, 并且选择的IMF与混合信号相关系数越大, 得到的源信号近似值越理想。 运用该方法定量分析岩矿光谱, 可以获取组成岩矿的矿物信息, 比较适用于野外作业岩矿的快速分析鉴定及成分初步分析。

温压炸药爆炸温度高且具有较强的破坏力, 因而使其爆炸温度测试较为困难。 为有效评估温压炸药的热温度毁伤效力, 将多光谱温度测量系统应用到温压炸药瞬态高温测试中, 利用二次测量法计算出爆炸火焰的发射率与真温。 在数据采集系统中结合光纤线传感技术, 在确保参试人员的安全前提下, 可在500 m外测试仪器状态进行数据采集, 实现了测量数据信息的远距离传递。 测试结果表明, 所设计的测量系统工作稳定、 安全性高, 具有良好的应用前景。

ZnO发光二极管（LEDs）在照明应用方面有着巨大的潜力。 需要解决的主要问题是光的产生和对辐射的控制, 这个问题来自LED波长的变化和组合。 发现缺陷发光的ZnO有着各种波长范围, 适合LED在白光产生方面的应用。 同时展示了在实验和理论上可以用于ZnO系统的缺陷辐射。 这种类型的缺陷相较于传统的掺杂材料和其他材料, 其优点在于不需要广泛和昂贵的生产系统。 不仅提出了ZnO薄膜在白色平面LED光源本征缺陷发光的潜在应用, 同时也利用一些方法一个特定的中心位置和ZnO薄膜在初期发射谱带的宽分布来控制缺陷的产生。 根据不同的制备方法和特定的实验条件, 不同的白色, 如稍白色和青白色等原本的和重要的颜色-蓝光波段(455, 458 nm), 绿光波段(517, 548 nm), 红光波段(613, 569 nm)分别被获得。 从而说明了这是一种制作白光LED更好的办法-利用ZnO材料。 在对ZnO薄膜电学性质的调查研究中, 通过薄膜表面的额电子插入和正离子的湮灭已经证明了的观点, 随着质子的植入、 正离子的湮没、 电子的插入和ZnO表面的电学性质的研究, 表述结果被进一步的证实。 研究人员对单晶ZnO的已经有了一定的研究, PL质子植入ZnO以后呈现橘红色, 并且在700 ℃退火后仍然存在, 清楚的可以看出PL缺陷的存在。 在植入粒子方面最近的文章也有报道, 例如在ZnO缺陷表层中注入离子和电子来改变PL性能。 VZn也发现了氧化锌薄膜的主要缺陷之一是正电子湮没, 同样的, Vlasenko和Watkins也发现了氧化锌表面由于电子辐射产生的缺陷。 导致绿色透光率的减少, 增加PL致600～700 nm。 之后分析和解释ZnO薄膜电阻率的缺陷。 由霍尔系数的迹象表明ZnO表现为N型传导, 这样做的原因是因为把VO和Zn原子联系在一起, 使Zn具有较低的电阻率。 试验中氧气退货可以增加ZnO的电阻率, 其电阻率的增加是由于VO的减少。 另外, 在200 ℃条件下准备的样品导电率很低, 说明了VO的作用很大。 退火氧化锌薄膜电导率下降表明, 看到了主要的缺陷。

高光谱数据具有光谱分辨率高、 波段连续性强、 信息丰富等特点, 在土壤信息的监测中得到广泛应用。 利用高光谱遥感技术测定盐渍化土壤属性对灌区农作物的生长和农业可持续发展具有重要意义。 采集玛纳斯河流域221个土壤样品, 分别测定土壤电导率(EC)、 有机质(SOM)和Na+, Ca2+, Mg2+三种离子浓度含量等土壤理化性质和光谱反射率曲线, 并由三种离子含量得出钠吸附比值(SAR), 采用逐步线性回归方法建立EC, SOM和SAR与原始光谱反射率(R)、 标准正态变量(SNV)、 归一化差异植被指数(NDVI)、 倒数的对数(LR)、 一阶微分(FDR)和去包络线(CR)等六种指标的模型。 模型验证结果表明, 相较其他五种变量的模型, 以R为自变量的EC对数模型精度最高, 相关系数为0.782, 均方根误差为0.256。 以NDVI为自变量的土SOM预测模型精度最高, 相关系数为0.670, 均方根误差为5.352。 以FDR为自变量的SAR预测模型精度最高, 相关系数为0.647, 均方根误差为1.932。 EC预测模型效果最好, SOM预测模型次之, SAR预测模型精度最低。 最优模型中EC, SOM和SAR的敏感波长分别分布于395~1 801, 352~1 144和394~1 011 nm波段。 由于土壤中各属性的差异和不同成分空间分布的变异性, 对于不同土壤性质的建模和验证结果差异较大。 本研究可为盐渍化土壤的高光谱遥感监测提供依据。