由于火灾阴燃过程会产生二氧化碳（CO₂）气体，故采用基于非色散红外（non-dispersion infrared，NDIR）原理的火灾预警系统来监测CO₂浓度来预防火灾事故。该预警系统基于中红外吸收光谱技术，利用CO₂气体分子在4.26 μm处的基频吸收带，结合红外宽带热光源和双通道热释电探测器，实现了中红外CO₂的高灵敏检测。利用配备的CO₂气体样品，研究了该系统对CO₂气体的传感特性。由于需要将火灾预警系统放在农业机械上工作，机械振动会影响系统光路结构，因此需要对装置进行减振处理。基于杜哈梅积分模型及其在求解振动系统响应问题上的应用，设计了一种减振装置，并对该装置进行了建模仿真，结果显示振动幅度减少了82%。将该减振装置进行室外振动测试，结果显示仪器振动幅度减小了86%~87%，采用减振装置时CO₂测量浓度的方差相较未采用减振装置时减小了50.01%，不确定度降低了29.52%。仿真分析及室外振动实验结果表明，该减振系统的减振效果良好，具有性价比高、减振结构简单等优势，具有工程应用价值。

本文通过测量30~100 mmol/L低浓度Na2CO3水溶液的红外吸收光谱，计算了CO32-的摩尔吸光系数。利用以硒化锌为基底的红外单次衰减全反射（ATR）附件测量30~100 mmol/L浓度Na2CO3水溶液的红外吸收光谱，将模拟的纯水的衰减全反射光谱作为基线，对Na2CO3水溶液的红外吸收光谱进行基线调整；利用Kramers-Kronig关系计算了Na2CO3溶液的折射率和消光系数，并进一步计算出Na2CO3溶液的有效光程及低浓度Na2CO3水溶液的摩尔吸光系数，计算得到的CO32-的最大摩尔吸光系数为2421.99 L/（mol?cm）。

近期市场上出现了一种外形特殊的绿松石, 体色多呈现浓度不同的蓝绿色, 大部分表面都有大小不等的白色——浅蓝白色斑块和斑点, 斑块界限模糊, 部分品种表面有类似流纹的结构, 外表与压制绿松石极为相似, 这种绿松石原料主要产自于蒙古, 市场上俗称 “外蒙料”。 采用常规宝石学测试仪器, X射线荧光光谱、 红外吸收光谱、 激光拉曼光谱和X射线粉晶衍射等测试方法对这类“外蒙料”绿松石的宝石学性质、 化学成分及矿物组成等进行了较为详细的研究分析。 研究结果表明: “外蒙料”绿松石样品整体外观呈浅蓝绿至深蓝绿色, 颜色分布不均匀, 表面常见白色或浅蓝白色分布不均一的斑块或斑点, 内部常含有石英、 长石、 伊利石还有黄铁矿。 其折射率约为1.60~1.62, 相对密度约为2.43~2.76, 低于我国湖北和安徽的绿松石。 在长波紫外光下, 大部分样品可见较微弱的蓝白色荧光, 在短波紫外光下, 荧光为惰性。 “外蒙料”的主要化学成分均偏离绿松石理论化学成分值, w(Al2O3)在26.75%～30.30%之间, w(P2O5)在32.54%～36.40%之间, w(CuO)在6.99%～10.73%之间, w(FeO)在1.73%～4.39%之间, w(ZnO)在0.35%～2.93%之间, 属于绿松石——锌绿松石类质同像系列靠近绿松石的端元, 其中普遍含有一定量的SiO2, 质量分数可达2.38%～8.87%, 这一特点与国内其他产地绿松石几乎不含或含有极微量的SiO2不同。 X射线粉晶衍射及红外吸收光谱显示, “外蒙料”中不均匀分布的颜色斑块的主要组成矿物均为绿松石, 且整体未经优化处理, 为天然绿松石。 红外吸收光谱显示绿松石“外蒙料”的红外吸收光谱为结晶水、 羟基水及磷酸根基团的振动光谱, 与天然绿松石的红外吸收光谱特征一致。 “外蒙料”绿松石中不同透明度及颜色的杂质矿物的激光拉曼光谱测试分析表明该绿松石中所含有的白色不透明杂质矿物为钠长石, 白色半透明杂质矿物为石英, 黄铜色具有金属光泽的杂质矿物为黄铁矿。

采用可调谐激光二极管吸收光谱技术,研制了一种近红外激光二氧化碳(CO2)传感系统。该系统包含中心波长为1572 nm的分布反馈激光器、密集光斑型气室和铟镓砷探测器,利用LabVIEW程序提取二次谐波信号幅值并反演了CO2浓度。为了表征传感器性能,利用该系统开展了气体检测实验。结果显示,当调制深度为0.32 cm -1时,二次谐波信号的幅值最大;在体积分数为0~3%范围内,二次谐波信号的幅值与CO2浓度具有较高的线性度(拟合优度为0.999);当CO2体积分数为0时,连续测试1 h,反演得到的浓度波动范围为-2×10 -4~1.17×10 -4;当积分时间为297 s时,系统的灵敏度检测下限为2.7×10 -6;考虑动态配气时气体的扩散时间,系统的响应时间为40~42 s;连续15 h测量室内大气中CO2浓度,测得的CO2平均体积分数约为(560±46)×10 -6。与已经报道的传感器相比,该气体传感系统呈现出类似的品质因数,可在工农业生产、环境保护等领域得到一定的推广和应用。

局域表面等离激元(LSP)纳米结构可将自由空间传播的光场高效地收集并会聚在其近场区域的纳米“热点”内,实现分子的高效激发,反之也可将热点内分子的光谱信息“广播”到远场。这一过程伴随着光吸收、辐射、散射及光力、共振偏移、光热等效应的极大增强,这些丰富的现象一方面为LSP纳米结构在传感领域带来了一系列应用,包括表面增强红外吸收光谱、表面拉曼光谱、表面荧光光谱、LSP折射率传感器、纳米光镊与LSP基质辅助激光解吸/电离等;但同时其行为的复杂性也给研究者理解该领域的机理与应用带来困难。针对这一状况,本文从理论与应用两方面对各类LSP传感器进行回顾和梳理,一方面利用基于准静态近似下的本征模式理论为各类LSP相关的现象提供一个统一的解析理论框架,同时对各类相关的应用,包括拉曼散射、红外吸收、荧光、折射率传感与激光解吸/离子化等领域的进展与挑战进行简要的回顾,为该领域的研究者提供一个清晰简洁的入门综述。