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2013年 33卷 02期
刊出日期：2013-02-01
光谱学与光谱分析
 
         光谱学与光谱分析
289 基于金颗粒自组装烷基硫醇为缓冲层的有机太阳能电池
谢 星，陈志坚*，肖立新，曲 波，龚旗煌*
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2013)02-0289-04
有机活性层和无机电极的界面修饰影响到有机太阳能电池性能。本文引入金纳米颗粒自组装烷基硫醇，改善有机/无机的界面。制备“ITO/金颗粒-硫醇自组装缓冲层/聚3-己基噻吩(P3HT)∶[6,6]-苯基-C61-丁酸甲酯(PCBM)/LiF/Al电极”结构的器件。自组装硫醇防止了因金颗粒与活性层直接接触导致的激子猝灭效应。我们研究了金纳米颗粒自组装不同链长的烷基硫醇对器件性能的影响，烷基硫醇的烷基链越长，硫醇对金颗粒的覆盖性越好，器件的短路电流越高。金纳米颗粒自组装十二烷基硫醇，短路电流JSC由5.19 mA·cm-2提升到6.24 mA·cm-2，提高了20%。
2013 Vol. 33 (02): 289-292 [摘要] ( 1014 ) PDF (1494 KB)  ( 537 )
293 γ-CuⅠ晶体生长和红光发射的抑制机理
蔡祖旭，顾 牡*，刘小林，刘 波，黄世明，倪 晨
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2013)02-0293-04
以乙腈为溶剂、γ-CuⅠ粉末为原料，采用溶剂蒸发法，通过工艺优化，生长出了尺寸约为9 mm×9 mm×1 mm的透明γ-CuⅠ闪烁晶体。卢瑟福背散射谱(RBS)实验结果表明，所生长的γ-CuⅠ晶体中铜和碘元素的比例分别为53.1和46.9 mol%。在生长溶剂中掺入适量碘可提高γ-CuⅠ晶体中碘的比重，所获得晶体中铜和碘元素的比例被调整为50.4和49.6 mol%。光致发光谱(PL)的结果表明，所生长的γ-CuⅠ晶体存在有410 nm发射峰和720 nm附近的宽发射带，掺碘后720 nm的宽发射带得到了较大幅度的抑制，但同时也会在424和474 nm处出现两个相对较弱的发射峰;X射线激发发射谱(XEL)显示，所生长的CuⅠ晶体存在有435 nm发射峰和720 nm附近的宽发射带，掺碘后720 nm的宽发射带得到了较大抑制。综合掺碘前后γ-CuⅠ晶体的发射光谱可以发现：碘元素有助于抑制γ-CuⅠ晶体的红光发射，其原因来自于碘元素的体掺杂造成晶体中碘空位的减少，而非由晶体表面的吸附碘。
2013 Vol. 33 (02): 293-296 [摘要] ( 931 ) PDF (1736 KB)  ( 417 )
297 双电子H+3体系的高次谐波谱的数值模拟
代春燕，于 川，张贵忠*，姚建铨
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2013)02-0297-03
提出了双电子H+3体系的一维计算模型。采用对称分裂算符法计算波函数的时间演化，数值模拟了在800 nm波长激光脉冲作用下体系的高次谐波(HHG)谱性质。通过哈密顿算符中的电子相互作用项研究了电子间互作用对HHG谱的作用，结果发现电子间的相互作用对HHG谱性质的影响不大，但是会对截止频率有一定影响;还模拟了体系在不同核间距下的HHG谱的截止频率，发现较大的核间距的截止频率大于半经典三步模型给出的截止频率，并对其进行了初步分析。
2013 Vol. 33 (02): 297-299 [摘要] ( 926 ) PDF (1257 KB)  ( 457 )
300 高温下CO分子的振转跃迁光谱
齐新华，苏 铁，杨富荣，鲍伟义，陈 力
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2013)02-0300-04
采用近似方法计算了CO分子的总配分函数;利用该分子的偶极矩函数和在Morse近似下的波函数，计算了分子的振转跃迁矩阵元及在常温和高温下的吸收系数。计算结果表明，在常温(296 K)和高温下(3 000 K)，计算结果与HITRAN数据库和文献值符合的很好，表明对分子总配分函数和振转跃迁矩阵元的计算是可靠的。并首次计算了CO分子在更高温度(4 000和6 000 K)下的吸收系数。
2013 Vol. 33 (02): 300-303 [摘要] ( 1034 ) PDF (1782 KB)  ( 840 )
304 邻硝基苯甲醛缩对乙酰基苯胺希夫碱的结构与光谱的理论研究
梁小蕊1，江炎兰1，张 静3，瞿成利2，王 刚2*，王秀娟2，赵 波4
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2013)02-0304-04
利用实验方法测定了标题化合物的紫外吸收光谱、荧光发射光谱和相对荧光量子产率，结果表明该化合物具有较强的荧光性质。采用密度泛函理论(density functional theory, DFT)中的杂化密度泛函B3LYP方法，在6-311G(d)基组水平上对该化合物基态分子构型进行了几何结构全优化，得到了其最稳定构型、总能量及HOMO与LUMO能级差。研究结果说明：分子具有较强的芳香性和较大的共轭体系。振动频率分析说明，标题分子优化后的结构稳定。将优化后的基态结构应用含时密度泛函理论(TD-DFT)，在B3LYP/6-311G水平上计算并研究了此化合物的吸收光谱。用单激发组态相互作用(single-excitation configuration interaction, CIS)法优化了标题分子的激发态构型，并在此基础上用TD-DFT//B3LYP/6-311G方法计算了这种化合物的发射光谱。结果表明，理论计算的光谱数据与实验结果较吻合。
2013 Vol. 33 (02): 304-307 [摘要] ( 1015 ) PDF (1232 KB)  ( 502 )
308 流动氩气介质阻挡放电特性及振动温度研究
李雪辰，刘润甫*，常媛媛，赵欢欢
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2013)02-0308-04
采用双水电极介质阻挡放电装置，在流动氩气中通过改变气隙间距、驱动电源频率和气体流量等研究放电电学特性和振动温度的变化。电学测量结果发现如果固定其他实验条件而只改变某一参数，小气隙间距放电的电流峰值和功率比大气隙间距的高。同样，增大驱动电源频率也能够使放电的电流峰值和功率增加，而增加气体流量使得放电电流峰值和功率减小。最后利用光谱学方法，通过对放电发射光谱中氮分子振动带系的分析，发现振动温度随着放电气隙间距、电源频率和气体流量的变化关系与放电的电流峰值和功率的变化关系基本一致。这些结果对流动气体中大气压介质阻挡放电的应用具有重要意义。
2013 Vol. 33 (02): 308-311 [摘要] ( 903 ) PDF (1716 KB)  ( 408 )
312 温度和压强的变化对谱线线型峰值的影响
陈 舟，陶少华*，杜翔军，侯小静
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2013)02-0312-04
谱线线型是用于气体浓度测量中的一个重要参数。本文基于温度(压强)变化会引起相应压强(温度)的变化这一点，考虑温度和压强同时变化对气体线型峰值的影响。通过分析氟化氢的吸收谱线，发现可用Lorentzian线型来计算峰值吸收系数的温度和压强范围都扩大，而Gaussian线型在绝大数情况下不能用来计算峰值吸收系数;在一定的温度范围和压强范围内，如果只考虑压强或温度的变化，由此计算的三种线型峰值(Gaussian，Lorentzian和Voigt)的相对误差大于0.1。因此，在计算线型峰值时，需考虑压强和温度同时变化对线型峰值的影响。最后分别讨论了甲烷、二氧化碳、一氧化碳及一氧化氮，得到与氟化氢结论相似的结论，结论的不完全相同是由于每种气体在波数、压力展宽系数、相对分子质量及温度系数上的不同而导致。
2013 Vol. 33 (02): 312-315 [摘要] ( 1197 ) PDF (1429 KB)  ( 582 )
316 基于有限立体角测量的多光谱测温
辛成运，程晓舫*，张忠政
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2013)02-0316-04
辐射测温以Planck定律为基础通过测量物体表面的发射辐射来反演温度。推导了有限立体角辐射测量条件下的单色测温方程，发现多光谱辐射测温能够实现温度和光谱发射率同时求解通常需满足特定的辐射测量条件：进行微元立体角辐射测量或仅针对漫发射体的有限立体角辐射测量。引入多项式发射率模型，经过数学转化，可以摆脱以上测量限制，得到具有测量普适性的单色测温方程，但却不一定能同时测量光谱发射率。对测温方程组的多解问题进行了初步研究，提出使测量通道数大于待求变量数及采用非线性最小二乘来解决此问题。
2013 Vol. 33 (02): 316-319 [摘要] ( 1273 ) PDF (952 KB)  ( 819 )
320 低Tg双功能型光折变聚合物的合成及其光致发光特性
屈玉峰1,2,3，方 瑜1，许 良4，孙连来2,3，杨睿戆1，罗 炫1，曹林洪2,3，刘红婕1，黄 进1，蒋晓东1*
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2013)02-0320-05
以不同比例的重氮盐分别与聚双(N-羟基己氧基咔唑)磷腈(P-1)进行偶合反应，得到了一组以咔唑和对硝基偶氮咔唑为官能团的双功能型光折变聚合物P-2，P-3和P-4，用31P NMR，1H NMR，IR，TG，DSC和UV-Vis光谱对该组聚合物进行表征和分析，以325 nm的激发波长对P-1，P-2，P-3和P-4进行固体荧光稳态发射光谱的测试。结果表明，该组聚合物具有良好的热稳定性(Td≈300 ℃)和较低的玻璃化温度(Tg≈30~40 ℃)，P-1具有良好的荧光活性，硝基的引入，导致P-2，P-3和P-4的荧光发生不同程度的猝灭，咔唑与对硝基偶氮咔唑的数量及其空间分布排列的都会对其荧光性能产生影响。
2013 Vol. 33 (02): 320-324 [摘要] ( 1040 ) PDF (2008 KB)  ( 453 )
325 BaIn6Y2O13∶Yb3+, Er3+的制备及上转换发光性质的研究
杨艳民*, 焦福运, 李自强, 苏献园, 张韶阳, 苏红新, 李志强
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2013)02-0325-05
采用高温固相法合成了不同Yb3+和Er3+掺杂浓度的BaIn6Y2O13上转换发光材料。XRD数据显示，所合成的BaIn6Y2O13∶Yb3+, Er3+属于六方晶系，引入激活剂并没有改变基质的晶体结构。利用971 nm半导体激光器激发样品，测量样品在不同激发光密度下上转换发射光谱和发射光功率，计算了上转换能量效率。数据表明在激发密度不变，激活剂浓度增加时，上转换光绿红比减小;激活剂浓度不变激发光密度增加时，发射光绿红比增大。分析表明是由于Er3+之间的交叉弛豫增强导致绿红比随激活剂掺杂浓度的增加而减小;Yb3+和Er3+之间的能量传递和Er3+的激发态吸收增强导致绿红比随激发密度的增加而增大。随着激发功率增加, 在较低激发功率时, 上转换绿光发射强度与激发功率的二次方成正比; 在较高激发功率时, 上转换绿光发射强度与激发功率的一次方成正比, 与报道的结果一致。能量效率存在极大值, 分别为0.38%(Yb3+掺杂浓度3%, Er3+掺杂浓度1%)和0.06%(Yb3+掺杂浓度9%, Er3+掺杂浓度3%), 产生极值的一个原因是4I13/2亚稳态能级寿命较长, 聚集了大量电子, 使基态电子急剧减少, 导致上转换泵浦效率降低。
2013 Vol. 33 (02): 325-329 [摘要] ( 956 ) PDF (2155 KB)  ( 470 )
330 太赫兹技术对头孢菌素类抗生素的研究
张 曼，朱思原，李庆梅，沈京玲*
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2013)02-0330-04
太赫兹时域光谱(THz-TDS)技术对物质进行识别和定量分析是太赫兹应用领域的一个研究热点。文章报道了14种头孢类抗生素纯品在0.2～2.6 THz波段的共振吸收谱和折射率谱，其中8种特征吸收峰明显。没有明显特征吸收峰的抗生素样品在该波段的折射率谱也有较为明显差异。这些结果是利用太赫兹时域光谱技术鉴别抗生素品种的依据。利用纯品太赫兹吸收谱，对两个不同厂家生产的头孢克肟药品进行了主成分定量评估，分别得到了头孢克肟在药品中的含量，它们与药品包装上标定含量的相对误差分别为9.38%和0.92%。证明了太赫兹技术在药品检测中的可靠性和良好的应用前景。
2013 Vol. 33 (02): 330-333 [摘要] ( 1147 ) PDF (2491 KB)  ( 430 )
334 气体光谱分析应用中傅里叶变换红外光谱基线漂移分段比校正方法
汤晓君，王 进，张 蕾，关金锋，张 勇，刘君华
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2013)02-0334-06
针对气体光谱分析应用中傅里叶变换红外光谱仪长时间连续工作时易出现光谱基线漂移、畸变问题，对红外光源温度波动及漂移、动镜倾斜、分束器性能变化以及检测器横向偏移对光谱基线的影响进行了仿真研究，结果表明光谱基线的漂移近似线性。基于此，本文提出分段比光谱基线漂移修正法SBCPD校正光谱基线。通过比较基线校正前后仿真光谱峰高变化、偏最小二乘(PLS)定量分析模型预测不确定度、油气探井气测录井在线基线校正性能，发现SBCPD性能优越，要优于传统的多项式拟合法及airPLS法。经检验，该方法性能稳定，计算量小，便于工程应用。
2013 Vol. 33 (02): 334-339 [摘要] ( 1106 ) PDF (1839 KB)  ( 577 )
340 常绿树叶自然衰老的红外光谱研究
李 伦，周湘萍，刘 刚*，张 黎，欧全宏，郝建明
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2013)02-0340-04
应用傅里叶变换红外光谱技术对七种常绿树的幼叶、成叶和老黄叶进行了研究，以期探讨常绿树叶自然衰老的光谱规律。不同时期叶片红外光谱变化主要在1 800～700 cm-1范围，用吸光度比A1 070/A2 927和A1 070/A1 160考察叶样多糖相对含量变化，用A1 318/A2 922考察草酸钙相对含量变化，用1 800～1 500 cm-1范围拟合峰的峰高比H1 650/H1 740考察蛋白质相对含量变化。结果显示在自然衰老过程中蛋白质、糖类、草酸钙相对含量有变化，但不同种树变化规律不同，说明不同种树叶衰老过程中物质积累、动员规律不同。证明中红外光谱可用于植物衰老生理变化的研究。
2013 Vol. 33 (02): 340-343 [摘要] ( 992 ) PDF (2010 KB)  ( 452 )
344 Logistic回归算法结合近红外光谱对子宫内膜癌组织切片分类的研究
张家进，张卓勇*，相玉红，杨 帆
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2013)02-0344-05
子宫内膜癌是一种常见的妇科癌症。实验将Logistic回归作为一种建模方法引入到子宫内膜癌分类诊断模型中。77个样本通过主成分判别分析和支持向量机判别分析进行降维，应用拉丁配分方法选择训练集和测试集并确定Logistic回归模型参数。结果表明，Logistic回归模型不仅能够对样本进行正确的分类，而且能将样本的分类归属趋势与临床诊断结果很好的一致。主成分判别分析结合Logistic回归有望发展为一种近红外光谱检测癌症组织的新方法。
2013 Vol. 33 (02): 344-348 [摘要] ( 1034 ) PDF (1507 KB)  ( 382 )
349 经验模态分解法在近红外无创血红蛋白检测中的应用研究
樊奕辰1, 2，卢启鹏1*，丁海泉1，高洪智1，陈星旦1
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2013)02-0349-05
为提高近红外血红蛋白预测模型的稳健性，分别应用Savitzky-Golay平滑、移动窗口平滑以及经验模态分解(EMD)方法对原始光谱进行去噪处理，以提高数据信噪比。采集了81例临床志愿者的手指指端血流容积脉搏波光谱数据，同时获取相应的血红蛋白浓度值临床化验结果。剔除异常样品，确定78例样品为研究对象，建立反向传播神经网络(BP-ANN)定量分析模型并预测。结果表明，经EMD处理后的模型预测效果最优，预测相关系数由0.74提高至0.87，误差均方根由12.85 g·L-1减小至8.08 g·L-1。实验证明应用EMD方法能够获得高信噪比的容积脉搏信号，提高血红蛋白浓度预测模型的准确性，有利于推动近红外无创血红蛋白检测技术的进一步发展。
2013 Vol. 33 (02): 349-353 [摘要] ( 945 ) PDF (2456 KB)  ( 567 )
354 结直肠癌患者血清FTIR光谱的初步研究
阮森林1, 2，王 茹1，陈小燕1，吴雅颖1，刘 清1，刘 敏1，饶 翠1，邓 红1*
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2013)02-0354-05
对31例结直肠癌患者、8例肠炎患者和10例健康者的血清冻干粉标本进行傅里叶变换红外光谱(fourier transformation infrared spectrum, FTIR)检测，对比分析各组红外光谱特征。结果显示，FTIR检测血清冻干粉获得11个吸收峰，结直肠癌组P9峰位波数蓝移(1 249 cm-1)，差异有统计学意义(Z=-2.051, p<0.05);5个吸光度比值组间差异无统计学意义;层序聚类分析法(hierarchical cluster analysis，HCA)显示结直肠癌个体红外光谱具有一定程度的聚类特性;对酰胺Ⅰ带光谱(1 700～1 600 cm-1)进行傅里叶解卷积等处理获得蛋白二级结构的百分含量，组间差异无统计学意义。研究结果初步提供了血清FTIR光谱用于结直肠癌早期诊断的理论依据。
2013 Vol. 33 (02): 354-358 [摘要] ( 1028 ) PDF (1326 KB)  ( 429 )
359 梨果糖浓度近红外漫反射光谱检测的预处理方法研究
王伟明1,2，董大明1*，郑文刚1，赵贤德1，矫雷子1，王明飞1,2
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2013)02-0359-04
糖浓度是梨果内部品质的重要指标。实验测得了梨果的近红外漫反射吸光度谱，并且对其进行了光谱预处理，包括多元散射校正(MSC)、基线校正(baseline correction)、标准正态变量变换(SNV)和平滑去噪(moving average)。结果表明，经过预处理后的吸光度谱在光谱归一化、噪声消减等方面有着较为明显的优势。使用偏最小二乘法(PLS)对原始吸光度谱和预处理后的吸光度谱分别进行处理，得到结论：应用平滑去噪预处理后的吸光度谱进行预测的准确度优于原始吸光度谱，得相关系数为0.990 8，预测标准偏差为0.019 0。
2013 Vol. 33 (02): 359-362 [摘要] ( 805 ) PDF (2109 KB)  ( 546 )
363 灰度关联分析结合支持向量机用于近红外光谱研究
张 勇1, 2, 赵 冰3*
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2013)02-0363-04
灰度关联分析是通过关联度的计算来理清系统中各因素之间的主次关系，找出影响较大的因素。简述了灰度关联分析的基本原理，并利用其对180个烟草样品的近红外谱进行了谱区优化，选取其中120个样品用于建模，另外60个样品用于模型检验。进一步利用偏最小二乘法和径向基支持向量机法分别建立了烟草样品的总糖、还原糖、烟碱及总氮的定量分析模型。结果表明，将灰度关联分析与支持向量机法联合用于烟草近红外光谱四个组分的定量分析，其模型的泛化能力和预测精度均有较明显的提高，从而能够有效地提高建模效率。
2013 Vol. 33 (02): 363-366 [摘要] ( 508 ) PDF (1696 KB)  ( 485 )
367 基于傅里叶红外光谱的汽车车身油漆比对
陈 涛1，龙先军1，魏 朗1，龚 标2，李春明1
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2013)02-0367-04
为了通过事故现场遗留的车辆油漆快速排查及确定肇事逃逸车辆的车型范围，采集了287份汽车车身油漆样本，获得了940份油漆红外光谱，建立了汽车车身油漆红外光谱比对数据库。结合特征波峰法与相关系数法实现了车身油漆光谱的比对，并对不同类型油漆碎片进行了比对实验。实验结果表明：对于层次完整的油漆碎片，比对的重点是面漆层和中涂层光谱;对于不完整的油漆碎片，应层次分离后分层进行光谱检索;对于老化油漆，应以面漆层的光谱匹配为主，扩大搜索范围后综合分析搜寻嫌疑车型。
2013 Vol. 33 (02): 367-370 [摘要] ( 876 ) PDF (1424 KB)  ( 525 )
371 牻牛儿苗科11种中药材红外光谱鉴定及聚类分析
孙仁爽1，金哲雄1*，张哲鹏1，许长华2，周 群2，孙素琴2*
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2013)02-0371-05
结合傅里叶变换红外光谱技术与聚类分析法，建立牻牛儿苗科11种中药材的快速鉴别方法。采用傅里叶变换红外光谱法鉴别牻牛儿苗科11种中药材;在建立主成分分析模型的基础上，采用SIMCA聚类分析法对三种中药材进行了快速的分类研究。红外光谱结合聚类分析技术对牻牛儿苗科中药材聚类结果较理想，识别率和拒绝率达到98%以上，盲样的预测率达到91%。红外光谱与聚类分析法相结合可以快速、无损识别牻牛儿苗科中药材。
2013 Vol. 33 (02): 371-375 [摘要] ( 1024 ) PDF (2202 KB)  ( 895 )
376 常见氯盐溶液水的拉曼包络线高斯-洛仑兹去卷积分峰定量研究
杨 丹, 徐文艺
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2013)02-0376-07
为了探索地质流体中常见阳离子的拉曼光谱定量方法, 在室温下对NaCl-H2O, CaCl2-H2O, MgCl2-H2O, CuCl2-H2O, ZnCl2-H2O和FeCl3-H2O体系3 000～3 800 cm-1范围水的O—H伸缩振动区域进行了高斯-洛仑兹去卷积分峰，并对所得积分参数进行了分析。结果显示：(1)不同体系拟合后参数比(峰强比、半高宽比和积分面积比)与浓度的线性相关程度不尽相同，但对于所有体系来说拟合峰强度比(低频/高频)与浓度的线性关系均很好，完全符合定量要求，为室温下定量分析这些体系盐溶液，提供了一种便捷、可靠的定量方法。(2)拟合峰的强度比(低频/高频)随浓度的变化，在NaCl-H2O，CaCl2-H2O和MgCl2-H2O体系中，随浓度增加，强度比呈下降趋势，说明分子间氢键逐渐减少;然而在CuCl2-H2O，ZnCl2-H2O和FeCl3-H2O体系却是呈上升趋势，说明分子间氢键逐渐增多，可能与这三个体系均是过渡金属离子氯盐在水中形成络合物作用有关，尚需进一步研究。(3)通过各个体系强度比与浓度关系一次拟合曲线斜率可以看出对水分子氢键的影响能力CaCl2和MgCl2＞NaCl;FeCl3＞ZnCl2和CuCl2。
2013 Vol. 33 (02): 376-382 [摘要] ( 526 ) PDF (2182 KB)  ( 474 )
383 分段式线性拟合校正拉曼光谱基线漂移
覃赵军1, 2，陶站华2，刘军贤1*，王桂文2*
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2013)02-0383-04
基线漂移是目前光谱仪收集拉曼光谱时难以避免的现象，基线校正是光谱数据处理中一个不可或缺的重要步骤。针对传统的基于多项式拟合的基线校正方法存在的不足，本工作采用线性拟合的方法分段拟合背景基线，与计算机相结合，实现快速、准确、自动的基线校正;经聚苯乙烯小球、红细胞和酿酒酵母等多批次拉曼光谱数据处理的验证，表明该改进方法可以有效地对拉曼光谱进行基线校正，为进一步分析光谱数据提供更准确的信息，是一种可行的基线校正方法。
2013 Vol. 33 (02): 383-386 [摘要] ( 1114 ) PDF (1692 KB)  ( 565 )
387 一种用于现场快速检测的SERS基底的制备
纪 南1, 2, 李志士1, 赵 冰1*, 邹 勃2
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2013)02-0387-03
利用化学自组装方法，首先在色谱玻璃小瓶的内壁吸附上一层PDDA阳离子聚电解质，然后通过静电吸附作用将带有负电荷的银纳米粒子组装到内壁;比较了不同色谱瓶作为吸附银纳米粒子的载体的优缺点;用紫外-可见吸收光谱监测吸附到玻璃瓶内壁的银纳米粒子的表面等离子体共振峰，跟踪银纳米粒子的组装情况;利用对-巯基苯胺作为探针分子研究了基底的表面增强拉曼散射(SERS)活性。结果表明：所制备的SERS小瓶基底具有良好的SERS活性，并且使用简单，保存时间长，适合SERS现场快速检测的需要。
2013 Vol. 33 (02): 387-389 [摘要] ( 951 ) PDF (1284 KB)  ( 473 )
390 基于净信号的乙醇含量拉曼光谱分析方法研究
李庆波，于 超，张倩暄
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2013)02-0390-05
拉曼光谱检测技术由于其快速、无损等优点可以满足工业现场测量的要求，因此已经广泛地应用于各种定量定性的分析领域。酒精度即乙醇含量的体积比是酒类产品品质检测中的关键参数，开发乙醇含量实时、便捷的检测系统对酒类产品生产具有重要的意义。将净信号分析方法应用于乙醇水溶液拉曼光谱的定量分析中，将乙醇的净信号与其浓度建立一元线性回归模型。结果表明，基于净信号回归的乙醇拉曼光谱定量分析方法，相比较于特征峰强一元线性回归模型和偏最小二乘回归模型，不仅提高了模型的预测精度，增强了模型的稳健性，便于模型传递，而且模型算法简洁、稳定，便于实现便携式仪器的开发。
2013 Vol. 33 (02): 390-394 [摘要] ( 1070 ) PDF (1669 KB)  ( 633 )
395 荧光指纹技术——化学试剂质量检测新工具
吴 静，谢超波，曹知平，尹丹丹
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2013)02-0395-04
产品质量控制一直是工业生产的重点，但缺乏简便可靠的检查方法。利用荧光指纹技术对不同厂家和相同厂家不同批次的色谱纯正己烷进行了研究。结果表明，不同厂家和相同厂家不同批次的产品的荧光指纹都有差异，国产的正己烷普遍荧光峰数量多、强度高、变化大，反映出杂质种类多、含量高、产品质量不稳定的特点。而进口著名品牌的产品则荧光峰数量稳定，且强度低。这个研究表明，荧光指纹技术在产品质量检测方面具有潜在价值。
2013 Vol. 33 (02): 395-398 [摘要] ( 934 ) PDF (1995 KB)  ( 453 )
399 鱼毒性藻类及其溶血活性的三维荧光光谱识别研究
桓清柳，黄 翔，吴 霓，江 涛，江天久*
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2013)02-0399-05
利用小波分析和Fisher判别等方法，研究了典型鱼毒性藻类米氏凯伦藻(karenia mikimotoi)、海洋卡盾藻(chattonella marina)及卵圆卡盾藻(chattonella ovata)在不同铁浓度培养条件下各生长期的溶血毒素与三维荧光特征光谱的关系。通过Coif2小波分析发现，鱼毒性藻类与非鱼毒性藻类的荧光特征谱差异主要集中在第1～10个数据点(波长λem=650～680 nm)和35～47个数据点(波长λem=725～750 nm;λex=400～425 nm)的荧光强度变化。利用该波段的藻类荧光强度及其对应的溶血活性值进行Fisher判别函数分析，对鱼毒性藻类的正确判别率为91.7%，非鱼毒性藻类的正确判别率高达100%，对具中等溶血活性(≥10 HU, <20 HU)藻类的正确判别率为70%，而对低活性(<10 HU)和高活性(≥20 HU)藻类的正确判别率均达80%以上。
2013 Vol. 33 (02): 399-403 [摘要] ( 798 ) PDF (2620 KB)  ( 448 )
404 厦门湾溶解有机物的三维荧光光谱特征及其来源解析
林 辉1, 2，郭卫东1*，徐 静1，胡明辉1
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2013)02-0404-05
利用三维荧光光谱-平行因子分析(EEM-PARAFAC)技术，研究了2009年春、秋季厦门湾有色溶解有机物(CDOM)的荧光组分特征，并利用主成分分析方法对影响该海域CDOM分布的主控因素及其相对贡献进行了解析。厦门湾CDOM中含有3个类腐殖质荧光组分(C1，C2和C5)及2个类蛋白质组分(C3和C4)。所有类腐殖质组分之间、以及所有类蛋白质组分之间均有很好的相关性，表明同一类型的荧光组分具有相似的来源属性及地球化学行为。类腐殖质组分的高值区分布在九龙江河口区上游，而类蛋白质组分的高值区则位于厦门西海域北部，低值区都位于东部的厦金海域。排污口附近的局部海域存在污染输入的贡献。对荧光组分进行的主成分分析结果显示，陆源径流输入是厦门湾水体中CDOM荧光组分的主要来源;海区现场生物活动的贡献不大。这表明对PARAFAC识别的荧光组分进行主成分分析，有助于实现对水环境中CDOM的不同来源及其相对贡献率的定量解析。
2013 Vol. 33 (02): 404-408 [摘要] ( 1055 ) PDF (1815 KB)  ( 524 )
409 PbSe量子点在太阳能荧光聚集器中的应用研究
胡文佳1,2，3, 张 宇3，4, Jian Xu3, 王静康1*
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2013)02-0409-05
将PbSe量子点成功引入到了太阳能荧光聚集器(LSC)的应用中，利用光子追踪的方法，成功建立了一种基于Monte Carlo模拟方法的模型，通过实验测量，得到PbSe量子点相关数据, 在这些数据基础上，对PbSe量子点LSC的各个参数进行模拟优化，并在优化的条件下，对基于PbSe量子点LSC对太阳能电池单位输出能量造价进行考察，发现通过PbSe量子点LSC的引入，太阳能电池的造价可以降低49.2%，说明PbSe量子点非常适用于LSC体系。
2013 Vol. 33 (02): 409-413 [摘要] ( 1174 ) PDF (1611 KB)  ( 435 )
414 工业废水为主的城市污水的荧光指纹特征
戴春燕1，吴 静1*，向 熙1，谢超波1，尹丹丹1，曹知平1，吕 清2
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2013)02-0414-04
荧光分光光度法测量简便，灵敏度高，已越来越多地用于化学分析。将工业废水为主的城市污水作为研究对象，分析其荧光指纹特征。该城市污水的三维荧光光谱上有分别位于激发波长/发射波长为275/310，230/340 和220/310 nm附近的3个荧光峰，未显示出以生活污水为主的城市污水所具有的典型的类蛋白质荧光的特点。该污水荧光强度较高，且工作日和休息日差异大，这可能主要与工业污水含量较大有关。荧光指纹在反映废水组成方面直观、迅速，可以作为水质监测与预警的新方法。
2013 Vol. 33 (02): 414-417 [摘要] ( 245 ) PDF (1847 KB)  ( 478 )
418 聚丙烯釜内合金初生态树脂粒子研究
罗华林1，张春波1，牛 慧1，赵 莹1*，董金勇1，吴瑾光2，王笃金1
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2013)02-0418-05
针对Ziegler-Natta/茂金属复合催化剂基于Spheripol工艺制备的聚丙烯釜内合金的初生粒子中存在的两种外观形貌的粒子，采用红外光谱(FTIR)、核磁共振(NMR)、扫描电镜(SEM)、偏光显微镜(POM)、热分析(DSC)和力学性能测试等方法对白色和半透明的初生态树脂粒子进行了组成、结构和力学性能的比较研究。FTIR，NMR和SEM结果表明，两者外观形貌的差异主要是二段聚合中乙烯-丙烯共聚物的含量和分布不同。DSC和POM结果表明，乙烯-丙烯共聚物的存在使半透明粒子中聚丙烯的结晶速率高于白色粒子。力学性能测试结果表明，由于乙烯-丙烯共聚物含量少，白色粒子的冲击韧性明显低于半透明粒子，但拉伸强度和弯曲模量明显高于半透明粒子。并基于聚合工艺提出了两种初生粒子形成的可能机理。
2013 Vol. 33 (02): 418-422 [摘要] ( 780 ) PDF (1830 KB)  ( 471 )
423 利用多重光散射技术研究吡虫啉悬浮剂的物理稳定性
张小军，冯建国，刘尚钟*，吴学民*
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2013)02-0423-05
Turbiscan Lab稳定性分析仪利用多重光散射技术，能够准确测量乳状液、悬浮液等沉淀层、浮油层或澄清层厚度以及粒子平均粒径随时间的变化情况，定性定量分析体系不稳定性发生的机理和速率。本文利用Turbiscan Lab稳定性分析仪测定了不同萘磺酸盐分散剂GY-D10，NNO，Morwet D-425，TERSPERSE 2425制备的350 g·L-1吡虫啉悬浮剂及其悬浮液背散射光强度随时间的变化情况以及颗粒平均粒径的聚结增大速率，同时利用激光粒度分析仪测定加速试验前后颗粒平均粒径的变化情况，结果表明：添加分散剂GY-D10，用量为4 Wt%时悬浮液的稳定性最好，对应的吡虫啉悬浮剂的稳定性也最好。
2013 Vol. 33 (02): 423-427 [摘要] ( 987 ) PDF (2090 KB)  ( 466 )
428 松毛虫危害马尾松光谱特征分析与等级检测
许章华1, 2，刘 健1，2, 3*，余坤勇1, 2，龚从宏1, 2，谢婉君1, 2，唐梦雅1, 2，赖日文1, 2，李增禄1, 3
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2013)02-0428-06
以福建省延平区实测51条不同虫害等级的马尾松高光谱数据为基础，对健康、轻度虫害、中度虫害、重度虫害等4个虫害等级光谱反射率及一阶微分光谱特征进行分析，并在建立7个检验参数的基础上，构建了虫害等级的检测模型。结果表明：(1)虫害状态下的马尾松光谱反射率明显较健康状态低，虫害等级越高，反射率越低;(2)随着虫害等级的上升，马尾松光谱反射率曲线“绿峰”和“红谷”渐趋消失，红边被拉平;(3)虫害导致光谱“绿峰”红移、红边位置蓝移，但“红谷”与近红外反射峰位置的变化则较为复杂;(4)CARI，RES，REA，REDVI与松毛虫害等级显著相关，REP，RERVI，RENDVI与虫害等级的相关性较弱;(5)以7个检验参数为自变量的多元线性回归模型可以较为有效地检测松毛虫害等级，检测精度与准确度均达0.85以上。
2013 Vol. 33 (02): 428-433 [摘要] ( 908 ) PDF (1725 KB)  ( 557 )
434 全自动水质分析仪快速定量检测地表水中硝酸盐氮和亚硝酸盐氮
郝 红1, 周怀东1, 高 博1*, 刘欠欠2, 陆 瑾1, 高继军1, 袁 浩1
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2013)02-0434-04
利用新型的Thermo Scientific Gallery全自动水质分析仪，检测过程中自动完成加样本、读空白、加试剂、反应显色、比色检测和数据处理等步骤。检测方法来源于美国环保署标准水质检测方法。该仪器具有样品和试剂耗量少、灵敏度高、重复性好等优点，检测过程容易实现自动化、标准化和信息化，适用于水质和环境检测领域大量样品的快速检测。
2013 Vol. 33 (02): 434-437 [摘要] ( 1101 ) PDF (1001 KB)  ( 547 )
438 LIBS/Raman光谱对称零面积变换自动寻峰方法研究
毕云峰1, 2，李 颖1，郑荣儿1*
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2013)02-0438-06
自动寻峰是进行光谱原位探测、实时自动分析的必要环节，对拓展光谱分析技术到长期海洋监测、石油录井等应用领域具有重要意义。该研究以实验室中获得的LIBS/Raman光谱数据，对Gaussian，Lorenz，Voigt三种线型函数构建的对称零面积变换函数进行了比较研究。结果证明各个光谱峰都存在一个最优的对称零面积变换函数，但三种变换函数在各自的最优化参数下获得的峰位、峰宽一致;以实验室中LIBS和Raman光谱定量实验数据对该方法的测试还证明，对称零面积变换寻峰方法对信号的大范围动态变化适应性强，弱峰识别能力达到或优于人工识别水平，有望应用于将来的LIBS/Raman自动原位分析中去。
2013 Vol. 33 (02): 438-443 [摘要] ( 946 ) PDF (2527 KB)  ( 384 )
444 基于红光二极管为光源的LP-DOAS系统监测大气NO3自由基的研究
李素文1，刘文清2，王江涛1，谢品华2, 汪徐德1
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2013)02-0444-04
NO3自由基是夜间大气中最重要的氧化基团，鉴于NO3自由基易变性以及极低的大气浓度，开发了以发红光二极管(LEDs)为光源来监测大气NO3自由基的长程差分吸收光谱系统(LEDs-DOAS)。分析了新型红光二极管Luxeon LXHL-MD1D LEDs的谱特性，研究了以其为光源的长程LEDs-DOAS系统测量大气NO3自由基的原理，设计了大气NO3测量自由基的装置，给出监测的大气吸收光谱，研究了反演NO3的方法，并给出反演谱图和一周大气NO3浓度的时间序列图。研究结果表明当光程为2.8 km时，LEDs-DOAS系统的探测限大约为12 ppt。
2013 Vol. 33 (02): 444-447 [摘要] ( 975 ) PDF (1624 KB)  ( 466 )
448 基于多模板匹配的局部自适应区域生长法在视网膜内出血自动检测中的应用
高玮玮1，沈建新1，王玉亮1，梁 春1，左 晶2
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2013)02-0448-06
为自动检测出眼底图像中的视网膜内出血，从而构建基于眼底图像的糖尿病视网膜病变自动筛查系统，提出了基于多模板匹配的局部自适应区域生长法用以自动检测该病灶。首先，对眼底主要生理结构进行光谱特征分析，从而为不同分割目标选取合适的RGB通道;其次，利用HSV空间的亮度校正以及对比度受限自适应直方图均衡方法对眼底图像进行预处理;在此基础上利用设计好的多个模板对图像进行归一化互相关模板匹配获取该病灶候选区域;然后，从中去除视盘、血管以消除相关假阳，从而得到区域生长所需种子;最后，利用局部自适应区域生长法获取其精确轮廓，从而实现该病灶的准确检测。利用该算法对90幅不同颜色、不同亮度、不同质量、不同分辨率眼底图像进行该病灶的自动检测，实验结果表明：该算法能快速、有效地自动检测出眼底图像中的视网膜内出血，且算法稳定可靠，可满足临床需求。
2013 Vol. 33 (02): 448-453 [摘要] ( 1008 ) PDF (1788 KB)  ( 470 )
454 典型红树林反射光谱特征分析研究
于 祥1，张丰收2，刘 庆1，李德一1，赵冬至2*
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2013)02-0454-05
获取红树林的反射光谱属性，探测其反射光谱特征波段，可为红树林各种指标的遥感反演模拟和估算提供技术依据。以广西山口红树林保护区典型红树林为研究对象，对美国ASD FieldSpec 2光谱仪实测的反射光谱曲线进行去噪平滑处理，获得木榄、红海榄、秋茄、白骨壤、桐花树、大米草和泥滩的标准反射光谱曲线并分析其反射光谱特征。结果表明：典型红树林反射光谱与大米草和泥滩的反射光谱区分明显，红树林类内反射光谱曲线走向大致相同，峰谷值出现波段基本一致，差异主要表现在特征波段反射峰值和谷值。采用空间距离法、相关系数法和光谱角度制图法来定量描述红树林类内反射光谱差异性和相关性，通过样本验证区分方法精度，相关系数法>光谱角度制图法>空间距离法，发现红树林类内和大米草的反射光谱相关系数均>0.995，反射光谱夹角余弦值均>0.95，相似性强，差异小。
2013 Vol. 33 (02): 454-458 [摘要] ( 1051 ) PDF (1402 KB)  ( 461 )
459 血液成分无创检测中基于不确定度的光谱提取方法
林 凌1，熊 博1，赵双琦2，刘桂礼2，王晓飞2，李 刚1
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2013)02-0459-05
近红外光谱血液成分无创检测技术发展至今已取得一系列进展。为进一步提高检测精度，基于动态光谱理论提出了一种改进的光谱提取方法：首先拟合出漂移基线，抑制了手指与夹具相对运动造成的影响;然后以方和根代替峰峰值组成光谱，减小了系统随机误差造成的影响。最后以血氧饱和度测量为例，对血氧饱和度系数Q进行不确定度分析，结合实验数据的理论分析表明以方和根代替峰峰值可使不确定度下降至原先的38%。在血氧饱和度检测实验中将改进后的方法与峰峰值法对比，可得精度更高的血氧饱和度系数Q，获得十组Q值的方差平均下降至原先的42%。理论分析与实验结果均表明，应用所提出的光谱提取方法可更加精确地从光电容积脉搏波中提取有效光谱，在血液成分的无创检测中有着重要的价值。
2013 Vol. 33 (02): 459-463 [摘要] ( 1046 ) PDF (1590 KB)  ( 419 )
464 SDSS-DR8中激变变星候选体的数据挖掘
姜 斌, 潘景昌, 王 为
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2013)02-0464-04
提出一套适用于在海量光谱中快速发现激变变星的方法。针对SDSS发布的DR8数据，尝试流型学习方法在海量光谱数据挖掘中的应用。首先使用非线性局部线性嵌入方法(LLE)对海量光谱数据进行降维，然后使用人工神经网络对低维数据进行分类，最后对较少数量的候选体进行人工证认。实验共发现了6个新的激变变星候选体，并与传统的PCA方法进行了比较，验证了LLE方法在天文数据挖掘中的可行性。
2013 Vol. 33 (02): 464-467 [摘要] ( 946 ) PDF (1563 KB)  ( 453 )
468 紫外增强Lumogen薄膜旋涂法制备及其性能表征
姜 霖，张大伟*，陶春先，黄元申，王 琦，倪争技，庄松林
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2013)02-0468-03
Lumogen薄膜用于固态硅基探测器件CCD紫外增强具有显著的成本和工艺优势。研究旋涂法制备Lumogen薄膜的CCD紫外增强技术，通过对薄膜的光谱分析得到优化的制备工艺。制备的薄膜在可见光波段透过率较高，对紫外波段的光具有较强的吸收，其发射峰位于525 nm，并且激发谱较宽, 涵盖200～400 nm。实验结果表明使用旋涂法制备的紫外增强薄膜，能将紫外光转化为可见光，并且在增强紫外响应的同时，不削弱可见波段的响应，是一种有效增强固态检测器紫外响应的紫外增强薄膜。
2013 Vol. 33 (02): 468-470 [摘要] ( 1197 ) PDF (1370 KB)  ( 456 )
471 硫酸香草醛显色-紫外吸收光谱法在三七质量评价中的应用
丁永丽1, 2，王元忠1，张 霁1，张庆芝2*，张金渝1,2*，金 航1,2
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2013)02-0471-05
采用氯仿、乙醇、水提取三七样品，同时在各溶剂提取液中加入一定量5%硫酸香草醛溶液，建立三七紫外指纹图谱和三七-硫酸香草醛紫外指纹图谱，采用SIMCA软件及共有峰率和变异峰率双指标序列分析法对两种处理所得紫外指纹图谱进行分析研究。结果表明，用氯仿、乙醇、水三种溶剂超声提取20 min时效果最佳，加入硫酸香草醛溶液前后，三七紫外指纹图谱变化较大;三七紫外指纹图谱的共有峰率数据较为分散，最小为25.00%(Y5—Y8)，最大为84.38%(Y11—Y13，Y20—Y21)，最大变异峰率达177.78%(Y8—Y5)，且有多个样品的变异峰率超过100%;三七-硫酸香草醛指纹图谱的共有峰率最小为42.86%(Y1—Y19)，最大为79.55%(Y22—Y23)，且数据分布较为集中，主要分布在50%～70%之间，其变异峰率的范围也较小，主要集中分布在20%～50%之间;双指标序列分析的结果与图谱结果一致，三七-硫酸香草醛紫外指纹图谱的相似性大于三七紫外指纹图谱，差异性与产地和生长年限都相关，相同生长年限样品间的相似性大于不同年限，样品间的异同与地理空间距离的远近没有相关性，相邻产地样品间有较大或较小的相似性。该方法的稳定性、重现性和精密度均较好，可以对至少2个样品的异同进行定量评价，克服了其他一些方法只能进行模糊定性识别的局限，为三七的质量评价提供一种新方法。
2013 Vol. 33 (02): 471-475 [摘要] ( 1081 ) PDF (1796 KB)  ( 438 )
476 镉在不同质地水稻土剖面中的分布特征及与作物吸收的关系
秦鱼生1, 2, 詹绍军2, 喻 华2, 涂仕华2, 王正银1*
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2013)02-0476-05
通过野外定点采集土壤和作物植株、籽粒样品, 利用石墨炉(novAA400)原子吸收法, 研究了成都平原稻麦轮作下水稻土剖面中镉的分布特征及其与水稻、小麦吸收镉的相关性。结果表明，土壤剖面中的镉主要集中在0～15 cm的耕层土壤，总体表现为“向根层富集”的特征，土壤全镉和有效态镉均随土层深度的增加而逐渐降低，30～45 cm土层的全镉和有效态镉含量平均值分别为表层的47.60%和39.49%。不同质地土壤中的镉向下迁移量大小顺序为砂壤>重壤>中壤，以15～30 cm土层的迁移量差异最大。土壤pH与0～15 cm土层的有效态镉含量间相关性不显著(r=-0.46)，与15～30 cm和30～45 cm土层有效态镉含量间呈显著的负相关(r=-0.78*～-0.86**)。水稻、小麦秸秆和籽粒镉含量与0～15 cm和30～45 cm土层的全镉含量间相关性不大(r=-0.092～-0.383, 0.174～0.424)，但与0～15 cm和15～30 cm土层的有效态镉含量呈显著正相关(r=0.766*～0.953**)，与30～45 cm土层的有效态镉含量相关性不显著(r=0.526～0.584)。因此，土壤有效态镉含量比全镉含量更适合作为农作物产品安全的土壤镉污染评价指标。
2013 Vol. 33 (02): 476-480 [摘要] ( 1169 ) PDF (1276 KB)  ( 524 )
481 三维网状配位聚合物[Zn(HBIDC)·H2O]n的合成、晶体结构及光谱性质研究
董玉伟，范瑞清*，王 平，王丽媛，杨玉林*
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2013)02-0481-05
以苯并咪唑-5,6-二羧酸(H3BIDC)为配体，通过水热条件下的自组装技术制备出一个三维网状结构的锌配位聚合物[Zn(HBIDC)·H2O]n(1)。用X射线单晶衍射、元素分析和IR表征了1的结构，用紫外-可见吸收光谱、荧光光谱和荧光衰减曲线研究了1在DMSO溶液中和固态时的光学性能。1在室温DMSO溶液中，最大发射峰是在481 nm，呈现蓝色荧光;而在固体状态下，在493 nm处有一强蓝光发射峰，这均是基于苯并咪唑-5,6-二羧酸中心的单重激发态到单重基态(π*→π)的跃迁发射。实验表明1具有较高的荧光量子产率并可作为潜在的蓝色发光材料。
2013 Vol. 33 (02): 481-485 [摘要] ( 1001 ) PDF (1775 KB)  ( 460 )
486 白光LED用Ba3SiO4Cl2∶Eu2+材料的光谱特性
王志军，李盼来，杨志平，郭庆林
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2013)02-0486-04
采用高温固相法合成了Ba3SiO4Cl2∶Eu2+蓝绿色荧光粉，并测量了材料的光谱特性等。研究结果显示，在365 nm近紫外光激发下，Ba3SiO4Cl2∶Eu2+材料呈双峰宽带发射，主发射峰分别为445和510 nm;分别监测这两个发射峰，所得激发光谱覆盖范围为250～450 nm，主激发峰分别为350和400 nm，但光谱分布不同，说明两发射峰来源于不同的Eu2+发光中心。研究了Eu2+掺杂浓度对材料光谱性能的影响，发现随Eu2+掺杂量的增大，445 nm发射峰的强度增加，而510 nm发射峰的强度减弱。采用去离子水清洗Ba3SiO4Cl2∶Eu2+材料后，445 nm发射峰消失，只保留了510 nm发射峰，且发射峰的强度明显减弱。
2013 Vol. 33 (02): 486-489 [摘要] ( 972 ) PDF (1363 KB)  ( 407 )
490 结温对DCJTB混合YAG∶Ce3+白光LED光谱特性的影响
梁田静1，张方辉1，屈少君2，韩 亮1，邱西振1
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2013)02-0490-04
研究了结温变化对DCJTB混合YAG∶Ce3+荧光粉的白光LED光谱特性的影响。采用分层点粉的方法，在LED芯片上分层涂覆YAG荧光粉和有机材料DCJTB，可以使器件的显色指数高达90。利用实验室自行研发的一体化LED散热支架可方便准确测量出结温。实验表明：结温升高使蓝光芯片辐射幅值不断下降，YAG荧光粉被激发所辐射的黄光辐射幅值先增大后减小，红光光谱发生蓝移，器件的显色指数呈线性下降，色温先增大后减小。
2013 Vol. 33 (02): 490-493 [摘要] ( 1042 ) PDF (1387 KB)  ( 371 )
494 不同磷浓度培养条件下铜绿微囊藻高光谱特征研究
秦朝阳1,2，刘雪华1,2*，赵金博2
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2013)02-0494-04
铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)是国内湖泊蓝藻水华中的常见藻种，在实验室光照培养箱中对其进行培养，使用GER1500光谱仪在自然光照下采集藻液的光谱数据，研究了不同磷浓度培养基条件下铜绿微囊藻的生长规律以及培养周期内藻液的光谱变化特征，结果表明，其他条件相同情况下，低磷浓度(≤10 μg·L-1)成为铜绿微囊藻生长繁殖的限制性因素，随着培养时间的不断增加，铜绿微囊藻藻液的光谱曲线在550，610，660，700～710，760 nm附近等一些波段呈现出明显的变化特征。
2013 Vol. 33 (02): 494-497 [摘要] ( 979 ) PDF (3027 KB)  ( 431 )
498 渤海固有光学量高光谱遥感反演
青 松1,2，张 杰3，包玉海2
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2013)02-0498-04
水体固有光学量是重要的海洋光学参数，是辐射传输模型最基本的输入参数，对于海洋光学遥感和水色研究具有重要意义。基于2005年渤海高光谱实测遥感反射率和总吸收系数数据，首次利用非线性最小化优化模型，反演水体总吸收系数等固有光学量。经过实测数据的检验，412，440，510，555，650和676 nm波段总吸收系数的反演平均相对误差分别为33.8%，20.4%，27.7%，37.5%，9.5%和10.8%。模型误差源主要为模型参数的不确定性和测量误差，通过讨论发现，光谱斜率S对总吸收系数的反演影响相对较少，而光谱指数Y导致的反演误差是不可忽略的。模型适用于高光谱数据，填补渤海固有光学量的最优化反演研究的空白，并可用于高光谱遥感数据的固有光学量遥感反演研究。
2013 Vol. 33 (02): 498-501 [摘要] ( 1027 ) PDF (1961 KB)  ( 464 )
502 土壤氧化铁的高光谱响应研究
彭 杰1，向红英1，周 清2，张杨珠2，王家强1，庞新安3
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2013)02-0502-05
通过分析野外采集的13个土种的不同氧化铁含量原始土样和人工配制不同氧化铁含量土样的高光谱特征，研究了氧化铁对土壤反射率、土壤线参数、土壤有机质高光谱特征、土壤反射率光谱曲线形态的影响。研究结果表明，随氧化铁含量的增加，350～570 nm波段反射率降低，570～2 500 nm波段的反射率增加，氧化铁去除量与反射率变化量之间的相关性不明显;氧化铁含量与土壤线斜率呈线性负相关，与截距呈线性正相关，且均达到极显著相关水平，表明利用土壤线参数反演氧化铁含量具有可行性;在622～851 nm波段，氧化铁对有机质的高光谱特征具有明显的抑制作用;通过去包络线和统计F值与光谱角值表明，氧化铁对土壤反射光谱曲线形态有影响。
2013 Vol. 33 (02): 502-506 [摘要] ( 1028 ) PDF (1283 KB)  ( 494 )
507 棉花冠层水分含量估算的高光谱指数研究
王 强1,2, 易秋香1, 包安明1*, 赵 金1
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2013)02-0507-06
适宜的光谱指数对于地表参数高光谱诊断模型的估算精度具有决定性作用。通过不同棉花冠层水分含量表征参数冠层等效水厚度EWTcanopy, 植株含水量VWC及其对应的光谱数据分析，构建350～2 500 nm范围内所有波段两两组合的比值指数RVI和归一化指数NDVI，分析水分含量表征参数与所有指数之间的相关关系，筛选最大相关系数对应的指数作为最佳水分指数，利用新指数构建水分含量表征参数的估算模型，并与已知的各种水分指数估算精度进行比较。结果表明：新建比值指数R1 475/R1 424及其归一化指数(R1 475-R1 424)/(R1 475+R1 424)对EWTcanopy的估算效果最佳，由其得到的估算值与实测值之间的相关系数r值达到0.849;已知指数(R835-R1 650)/(R835+R1 650)对VWC的估算效果最佳，由其得到估算值与实测值之间的相关系数r值为0.805。
2013 Vol. 33 (02): 507-512 [摘要] ( 988 ) PDF (2135 KB)  ( 412 )
513 光谱参数对基于光谱重构的高光谱数据模拟的影响
刘绥华1,2，晏 磊1,2*，杨 彬1,2，付 鹏1,2
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2013)02-0513-04
遥感数据模拟已广泛应用于遥感研究中, 遥感模拟对于新型传感器的设计，新算法的检测等都有积极的意义。然而传感器系统参数的变化会影响数据模拟的精度。实验采用卷积宽视场多光谱成像仪蓝、绿、红和近红外四个波段的光谱响应函数，基于光谱重构的方法对多光谱数据进行了高光谱的数据模拟。研究分析了多光谱数据中心波长和带宽的变化对高光谱重构精度的影响。结果表明，中心波长和带宽的变化对于光谱重构精度有一定的影响，但总体来说模拟结果有很好的精度。中心波长的变化所引起的RMSE小于0.025，带宽变化引起的RMSE小于0.012。因而基于中心波长和带宽变化的高光谱数据重构有助于用户更好的了解高光谱成像系统，找到系统性能的主要影响者，以便更好的模拟高光谱数据，扩展遥感数据的应用范围。
2013 Vol. 33 (02): 513-516 [摘要] ( 974 ) PDF (1672 KB)  ( 483 )
517 基于高光谱图像技术和SVDD的玉米种子识别
朱启兵, 冯朝丽, 黄 敏, 朱 晓
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2013)02-0517-05
特征提取的充分性和分类器设计的合理性是影响玉米种子识别精度的两个关键问题。采集了玉米种子的高光谱图像，并提取每粒玉米种子在不同波段下的图像熵作为分类特征;在此基础上，利用支持向量数据描述方法构建每类玉米的分类器模型，对待识别样本的测试精度达到了94.14%，对新类别样本的识别精度达到92.28%。仿真结果表明：新方法可实现玉米种子的准确识别，同时解决了传统分类器对新类别样本的错误分类问题。
2013 Vol. 33 (02): 517-521 [摘要] ( 1156 ) PDF (1356 KB)  ( 403 )
522 基于高光谱图像的生菜叶片水分预测研究
孙 俊1，2，武小红2，张晓东1，高洪燕1
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2013)02-0522-05
为了便于生菜合理施水管理，力求构建生菜叶片水分检测模型。采集生菜叶片获取高光谱图像并同时测量叶片含水率，分析高光谱图像寻求生菜叶片水分特征波段，处理特征波段处的波段图像，求取生菜叶片水分的图像特征，并通过相关性分析筛选出其中与水分相关性高的图像特征。由于图像特征之间存在可能的相关性，利用偏最小二乘PLS提取图像特征的主成分，作为具有回归预测能力的BP神经网络的输入，构建PLS-ANN模型。同时分别利用BP神经网络、传统的多元回归方法MLR建模，采用相同的样本数据分别对三种模型进行预测试验，结果表明，发棵期的PLS-ANN网络模型的生菜叶片水分预测平均误差率达到9.323%，比BP-ANN和MLR预测模型均有了改善。
2013 Vol. 33 (02): 522-526 [摘要] ( 1282 ) PDF (1643 KB)  ( 501 )
527 激光烧蚀硅过程中的元素沉积规律
王绍朋1，冯国英1，段 涛2，韩敬华1*
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2013)02-0527-04
激光在半导体加工行业(特别是硅材料)具有广阔的应用前景。激光与硅作用过程极其复杂，本文主要研究了紫外激光脉冲对硅进行烧蚀的形貌特征以及环境气体的影响。研究表明，紫外激光烧蚀硅产生激光等离子体的电离效应对烧蚀特性起了决定性的影响：气化、电离物的产生为材料的去除提供了条件，同时激光等离子体冲击波会把相变材料有效排出，激光等离子体光谱的电离效应则把空气中的氧元素有效电离并沉积到烧蚀产物中。
2013 Vol. 33 (02): 527-530 [摘要] ( 974 ) PDF (1773 KB)  ( 454 )
531 合金钢的激光诱导击穿光谱实验条件优化
邵 妍，高 勋*，杜 闯，赵振明，陈伟钰，郝作强，孙长凯，林景全
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2013)02-0531-04
利用1 064 nm波长Nd∶YAG脉冲激光诱导击穿合金钢产生激光等离子体光谱，采用高分辨率及门宽控制的ICCD探测LIBS信号光谱。选用铁元素原子谱线404.581，414.387，427.176和438.355 nm进行分析，研究了不同实验参数对LIBS光谱信号强度的影响结果。实验结果表明，激光脉冲能量、激光聚焦位置以及ICCD探测器的延时等实验参数对合金钢LIBS信号有较大影响。通过优化这些实验参数，获得高光谱强度和信背比的LIBS信号，确定了LIBS技术用于合金钢微量元素成分分析的最佳实验条件，从而开展合金钢样品成分分析。
2013 Vol. 33 (02): 531-534 [摘要] ( 942 ) PDF (1889 KB)  ( 452 )
535 大气等离子体加工过程的原子发射光谱研究
金 江1，李 娜1，徐 录2，王 波1*，金会良1
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2013)02-0535-05
大气等离子体加工反应过程中，等离子体发生装置的热稳定过程对去除率有直接影响，CF4是化学反应中活性F*原子的提供者，O2是重要的辅助气体。为了寻找这三者对大气等离子体加工反应过程的影响规律，采用大气等离子体加工系统进行加工、光谱仪监控等离子体反应过程的活性F*原子的光谱变化。实验结果表明，在大气压等离子体加工系统中: 热稳定后，活性F*原子强度基本不随时间变化;随着CF4含量的增加，F*原子谱线轮廓发生了自吸收现象，这说明采用光谱法研究CF4含量对活性F*原子含量的影响是不完全准确的;由于O2易和CF4解离的中间产物反应，抑制活性粒子重新组合，因此一定范围内随着O2含量增加，活性F*原子增加。
2013 Vol. 33 (02): 535-539 [摘要] ( 805 ) PDF (1850 KB)  ( 398 )
540 原子吸收光谱法在发动机异响检测中的应用
陈立旦
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2013)02-0540-04
现有的人工经验听诊法和仪器辅助诊断法都难以快速诊断发动机异响故障原因，为此创新性地提出了利用原子吸收光谱法对汽车发动机异响故障进行检测。对行驶里程分别为2 000～70 000 km，取样间隔约为2 000 km，35批次的奥迪A6发动机润滑油中的主要金属Fe，Al，Cu，Cr，Pb含量利用原子吸收光谱法进行检测，建立同一车型发动机不同行驶里程数润滑油主要金属含量的数据库。研究结果表明主要金属含量随着汽车行驶里程数在某一范围内波动。在实际工程应用中，通过测定有异响发动机的润滑油中主要金属含量，将其与含量变化趋势图进行比对，在不解体状态下帮助检测维修人员确定发动机异响的类型和部位，降低汽车维修成本，提高了发动机异响故障诊断的准确性。
2013 Vol. 33 (02): 540-543 [摘要] ( 1020 ) PDF (1257 KB)  ( 533 )
544 微波消解-ICP-AES法测定新疆不同产地天山花楸枝叶及果实中的元素
何家伟1，常军民1*，姚 军1，张 倩1, 薛海燕2，刘玉花1
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2013)02-0544-04
采用微波消解-ICP-AES技术，测定了新疆不同产地天山花楸枝叶及果实中Ca，K，Mg，Na，Fe，Mn，Zn，Cu，Pb，As等十种元素的含量。结果发现：不同产地的天山花楸枝叶及果实中元素的含量均有差异，枝叶中的含量较果实中的含量要丰富，对人体有益的Ca，K，Mg，Na，Fe，Mn，Zn，Cu等元素的含量均较高，有害元素Pb和As的含量较低。实验结果为更好的开发和利用新疆天山花楸药用资源提供科学依据。
2013 Vol. 33 (02): 544-547 [摘要] ( 1030 ) PDF (938 KB)  ( 450 )
548 海南主要地域生咖啡豆挥发性化学成分对比研究
胡荣锁，初 众，谷风林，陆敏泉，卢少芳，吴桂苹，谭乐和*
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2013)02-0548-06
采用固相微萃取-气相色谱-质谱法(SPME-GC-MS)分析海南万宁地区咖啡豆和澄迈地区咖啡豆中挥发性化学组分，通过谱库检索、保留指数对化合物定性，比较两种咖啡豆之间差异。实验结果表明：万宁地区咖啡检出化合物种类91种，澄迈地区咖啡检出106种化合物，有66种相同的化合物，相同组分为75.52%。相同化合物中万宁地区咖啡占总含量的89.86%，澄迈地区咖啡占总含量的85.70%。
2013 Vol. 33 (02): 548-553 [摘要] ( 581 ) PDF (1476 KB)  ( 477 )
554 土壤重金属铅元素的X射线荧光光谱测量分析
张 荣，张玉钧*，章 炜，陈 东，余晓娅，高彦伟
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2013)02-0554-04
在实验室条件下，利用NITON XLt793型便携式X射线荧光光谱重金属分析仪测量并分析土壤中铅元素的X射线荧光光谱特性。分别以铅的Lα(10.55 keV)和Lβ(12.61 keV)特征谱线作为分析线，分析了不同基体元素对分析线的影响;测定在不同铅浓度下的特征谱线强度变化。结果表明铅的质量分数在10×10-6～1 800×10-6范围内，元素的光谱强度与浓度之间呈现较好的线性关系;建立了铅元素的定标曲线，并计算得到铅的检出限为7.89×10-6。
2013 Vol. 33 (02): 554-557 [摘要] ( 1031 ) PDF (1681 KB)  ( 796 )
558 恒星光谱参数自动测量中不同模板匹配度量方法比较
刘 杰1，潘景昌1*，刘 猛1，韦 鹏2，罗阿理2
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2013)02-0558-04
模板匹配方法是恒星光谱参数自动测量中常用的方法之一。对经常使用的三种模板匹配算法：K-最近邻算法(KNN)、卡方最小化算法和光谱相似度算法测量恒星光谱参数结果进行比较。首先对光谱进行连续谱归一化及流量归一化，然后对三种算法测量恒星光谱参数的结果进行比较。对SDSS DR8大样本数据的实验表明，光谱相似度算法在测量恒星光谱参数中有相对优势。
2013 Vol. 33 (02): 558-561 [摘要] ( 1006 ) PDF (2094 KB)  ( 570 )
562 宽波段高分辨率小型紫外成像光谱仪光学系统研究
丛海芳1,2, 王春晖1, 王 宇2
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2013)02-0562-05
结合小型紫外光谱仪器设计原理对紫外成像光谱仪进行了研究。以离轴抛物镜为望远镜，超环面光栅为成像光谱系统设计了系统方案;该光学系统的优化设计就是对超环面光栅的参数设计。分析了光栅的光程函数和像差方程，总结了单超环面光栅结构的完善聚焦条件和完善成像条件;这两种条件无法在代数计算下得到完善代数解，限制了光谱仪的工作波段和视场，引入遗传算法解决了这个问题。以一工作波段为200~280 nm的日盲紫外成像光谱仪为例对设计理论进行验证，根据优化理论计算了初始结构最优解并进行光线追迹模拟，成功得到了F数为5.7，焦距为102 mm，全视场全波段调制传递函数值在奈奎斯特频率(20 lp·mm-1)下大于0.65的高分辨率成像光谱仪光学系统。设计结果表明这种光学系统设计理论适用于小型宽波段高分辨率紫外成像光谱仪。
2013 Vol. 33 (02): 562-566 [摘要] ( 988 ) PDF (2096 KB)  ( 840 )
567 纯转动拉曼激光雷达中阶梯光栅单色仪设计
葛宪莹, 陈思颖*, 张寅超, 陈 和, 郭 磐, 步志超, 陈胜哲
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2013)02-0567-04
纯转动拉曼激光雷达测温系统通常根据大气中N2分子高低阶量子数的转动拉曼散射回波信号来反演大气温度，而探测转动拉曼谱的一种有效方法就是采用单色仪。文章阐述了中阶梯光栅单色仪的探测原理和结构，分析了探测谱线的高阶和低阶量子数及对应的拉曼散射波长。通过对中阶梯光栅的分光原理及色散能力分析计算了准直-聚焦系统的焦距，给出了光学系统的设计参数。利用Zemax软件对光路进行了模拟仿真，仿真结果表明：在探测激光波长为532 nm的条件下，采用两块中阶梯光栅设计的单色仪，能够将529.05, 530.40, 533.77和535.13 nm的拉曼谱线很好的分开，同时对对称量子数的谱线信号进行求和，增强系统的信噪比。中阶梯光栅单色仪体积较小，利于测温雷达系统的小型化。
2013 Vol. 33 (02): 567-570 [摘要] ( 1047 ) PDF (2282 KB)  ( 447 )
571 基于光谱吸收靶标的成像光谱仪光谱定标方法研究
勾志阳1,2，晏 磊1,2*，陈 伟1,2，赵红颖1,2，尹中义1,2，段依妮1,2
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2013)02-0571-04
中心波长和带宽是影响成像光谱仪数据定量化应用水平的两个重要光谱性能参数。针对覆盖光谱范围较窄的可见光与近红外波段成像光谱仪，提出了一种利用人工光谱吸收靶标进行光谱定标的方法，论证和建立光谱吸收靶标光谱定标方法的数学模型。在同一环境下利用成像光谱仪和ASD光谱仪对地面光谱吸收靶标进行准同步光谱测量，并进行反射率计算，然后通过光谱匹配计算中心波长偏移量和带宽变化量。利用该方法对设计带宽为6 nm的可见光与近红外波段的成像光谱仪进行了地面定标实验。实验结果表明，该方法能够作为外场光谱定标的辅助手段，提高成像光谱仪的定量化应用水平。
2013 Vol. 33 (02): 571-574 [摘要] ( 990 ) PDF (1667 KB)  ( 415 )

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