为建立快速近红外光谱定量分析模型, 特征波长筛选是提高定量分析预测精度较为有效的方法之一。 它能够筛选出有效波长信息, 减少数据冗余、 提高数据有效性。 随机森林(RF)作为一种集成算法, 可根据计算特征重要性进行特征筛选。 RF将基于袋外数据(OOB)的平均精度下降(MDA)方法计算均方误差平均值作为特征重要性结果, 通过设置特征重要性阈值筛选特征变量构成特征波长子集, 但该阈值范围的设定无理论依据, 因此需要对特征重要性阈值范围进行探究。 另一方面, 由于RF的随机特性, 特征波长子集中可能包含无效甚至是干扰变量, 并不能保证所选变量的有效性。 故而进一步提出RF-iPLS波长筛选方法。 区间偏最小二乘法(iPLS)筛选出的特征波长多为连续特征波段的特性, 对特征波长子集划分区间, 弥补RF因自身随机性造成的无效变量问题； 同时, RF筛选的离散特征波长解决了iPLS筛选的连续波段中含冗余信息的问题。 为了说明RF-iPLS算法的合理性, 特征子集经过蒙特卡洛(MC)方法500次样本特征采样后, 构建RF-MC-iPLS算法。 虽然RF-iPLS与RF-MC-iPLS算法结构接近, 但运行时间缩短了11.12%, 结果说明RF-iPLS算法在预测模型中的特征波长筛选是有效的, 且具有较低的时间复杂度。 为了进一步验证改进的RF-iPLS算法的有效性, 应用一组公开谷物蛋白质近红外光谱数据, 建立PLSR模型, 并与全谱的PLSR模型以及基于不同波长筛选方法的PLSR模型进行比较。 实验结果表明, 相比于全谱的117个波长, RF-iPLS优选出12个特征波长, 建模集的RMSEC从2.61降到0.64, 预测精度提升了约75.5%, 预测集的RMSEP从2.63降到0.69, 预测精度提升了73.8%, 极大地提高了预测精度且预测结果最优, 说明RF-iPLS是一种有效的特征波长筛选方法, 可以简化近红外光谱定量分析模型的复杂度并实现高效降维。

采用高温固相法制备了一系列(Zn1-x,Mgx)2GeO4∶Mn2+(0≤x≤0.25)绿色荧光粉, 并研究了Mg离子对(Zn1-x,Mgx)2GeO4∶Mn2+的结构、荧光以及长余辉发光性能的影响。Mg离子取代Zn进入Zn2GeO4晶格, 形成(Zn1-x,Mgx)2GeO4固溶体, 并产生了晶格畸变。光谱分析结果表明, 样品中位于533 nm的绿色荧光源于Mn2+的4T1(4G)→6A1(6S)跃迁。随着Mg离子浓度的增加, (Zn1-x,Mgx)2GeO4∶Mn2+样品的激发光谱出现了蓝移现象, 说明Mg离子进入到Zn2GeO4晶格中对其晶格结构产生了影响, 导致(Zn1-x,Mgx)2GeO4的带宽发生改变。发射光谱则表明Mg离子进入Zn2GeO4晶格引起Mn2+的4T1(4G)→6A1(6S)跃迁绿色荧光发光强度的增强。Zn2GeO4基质中的氧空位缺陷陷阱深度由于基质带宽的变化而变深, 样品具有良好的长余辉发光效果。通过热释光谱分析研究了材料中缺陷陷阱的特征, 进一步证实了(Zn1-x,Mgx)2GeO4中缺陷陷阱深度发生改变。根据光谱分析结果给出了(Zn1-x,Mgx)2GeO4∶Mn2+中荧光与余辉发光的产生机理。