硅量子点的控制合成、表征及对Cu2+的高灵敏传感

通过一步无溶剂法合成了具有较好发光稳定性和水溶性的硅量子点(Silicon quantum dots,Si-QDs),并利用透射电镜(TEM)、红外吸收光谱(IR)、X射线光电子能谱(XPS)、X射线衍射(XRD)和荧光光谱等手段对其进行了表征。试验发现,Si-QDs在378 nm的激发光照射下,可产生峰值位于468 nm的宽带发光;在水溶液中,添加适量Cu~(2+)可对Si-QDs的发光产生静态猝灭。利用荧光信号猝灭程度与Cu~(2+)浓度之间稳定的相关性可实现对Cu~(2+)的定量检测。优化条件下,Si-QDs荧光强度变化与Cu~(2+)浓度在16.7～1 670 nmol·L~(-1)范围内呈稳定的线性相关性,(F_0-F)/F_0=0.18808lnC(Cu~(2+))-0.41377(R~2=0.998),检出限低至4.7 nmol·L~(-1)(S/N=3)。对多种实际水样品做了加标回收率试验,回收率介于89.47%～106.75%之间。本研究制备的Si-QDs用于水中Cu~(2+)快速、高灵敏检测具有良好重复性和稳定性。     

一种新型荧光探针的合成及其对Cu~(2+)的选择性识别

设计并合成能用于识别铜离子的荧光探针N′-(喹啉-2-亚甲基)-7-二乙胺基-3-甲酰肼-香豆素(FKBA),通过质谱、红外光谱、元素分析、~1 H NMR、~(13) C NMR等方法对该荧光探针FKBA进行表征;采用荧光光谱法和紫外-可见光谱法对FKBA与金属离子的相互作用进行了研究。结果表明FKBA对Cu~(2+)有良好的选择性和灵敏度。向含有FKBA的溶液中加入Cu~(2+),其吸收峰发生红移,且强度增大。而向该溶液中,加入Al ~(3+),Ag~+,Ba~(2+),Cd~(2+),Ca~(2+),Co~(3+),Fe~(3+),Cr~(3+),Hg~(2+),Mg~(2+),K~+,Mn~(2+),Ni ~(2+),Na~+,Zn~(2+)和Pb~(2+)等其他16种金属离子时,FKBA的紫外吸收仅发生细微的变化。FKBA作为化学传感器对Cu~(2+)的选择性是通过与一系列与环保和生物功能相关的金属离子相互作用得到验证。FKBA中加入Cu~(2+)时,FKBA的荧光强度明显猝灭,其他16种金属离子对FKBA的荧光强度几乎没有影响。不同的金属离子分别与Cu~(2+)共存时FKBA的荧光光谱猝灭程度相同,说明FKBA具有良好的抗干扰能力。向FKBA中加入EDTA,FKBA的荧光强度得到恢复。FKBA中加入Cu~(2+),溶液颜色变成棕色,加入EDTA后又恢复到初始颜色。说明FKBA的荧光减弱不是Cu~(2+)催化FKBA分解而是FKBA与Cu~(2+)络合。在酸性环境中,FKBA的希夫碱结构不稳定,部分FKBA分解成其他的荧光物质。据IUPAC(cDL=3Sb/m)测得检测限为0.13μmol·L~(-1)。对实际样品中的Cu~(2+)浓度进行分析,表明FKBA可作为荧光传感器用于实际样品的Cu~(2+)检测。     

Cu2+掺杂ZnAl2 O4纳米颗粒的光学性能

采用水热法和热处理技术制备了不同掺杂比例的Zn_(1-x)Cu_xAl_2O_4(x=0,0.05,0.10,0.15,0.20)纳米颗粒,通过X射线衍射(XRD)、场发射透射电子显微镜(FETEM)、傅里叶红外光谱(FT-IR)、X射线光电子能谱(XPS)、光致发光光谱(PL)和紫外可见光谱(UV-Vis)对样品的晶体结构、形貌、元素分布、结合能和光学性能进行表征,并通过第一性原理计算得到了ZnAl_2O_4结构中存在的各种缺陷的能带结构。实验结果表明本方法制备的Zn_(1-x)Cu_xAl_2O_4纳米颗粒为尖晶石结构,XPS能谱说明Zn_(0.9)Cu_(0.10)Al_2O_4样品中Cu~(2+)全部占据了四面体位置,PL光谱显示Cu~(2+)掺杂的样品出现了猝灭现象,紫外光谱表明Cu~(2+)掺杂后样品出现了新的吸收峰。并结合第一性原理计算对样品的光学性质给出了合理解释。     

氧化偶氮苯双席夫碱化合物对Cu~(2+)的比色识别

为得到简便地识别Cu~(2+)的传感器,设计合成了氧化偶氮苯双席夫碱化合物。采用紫外吸收光谱法研究了化合物对Cu~(2+)的配合作用及对As~(3+)、Mo~(6+)、Mn~(2+)、Zn~(2+)、Fe~(3+)、Pb~(2+)、Al~(3+)、Hg~(2+)、Ni~(2+)、Pt~(4+)、Mg~(2+)、Be~(2+)、Sr~(2+)、Cs+、Os4+、Cd~(2+)、Se~(4+)、Cr~(6+)、Co~(2+)、Rb+、Ba~(2+)、V6+、Ca~(2+)等23种金属离子的干扰作用。采用等摩尔的连续变化法(Job-plot),研究了化合物与Cu~(2+)形成配合物的配比。用红外光谱法研究了配合机理。同时研究了在EDTA存在时,化合物对Cu~(2+)的"off-on"性质。结果表明,合成的化合物具有大共轭体系,结构新颖且稳定。化合物可以克服23种金属离子的干扰,对Cu~(2+)的选择性很高。化合物与Cu~(2+)形成1∶1型强发光配合物,可以达到比色(裸眼)识别。在1.32~13.0μmol·L~(-1)范围内,化合物紫外光谱吸光度值与Cu~(2+)浓度呈现良好的线性关系,线性范围宽,最低检出限为2.6×10-7mol·L~(-1)。在EDTA存在时,该配合物释放出Cu~(2+),表现出对Cu~(2+)的"off-on"模式,红外光谱法研究明确了化合物与Cu~(2+)的结合位点。研究结果表明,所合成的氧化偶氮苯双席夫碱化合物可以对Cu~(2+)实现简便易行的比色(裸眼)识别。     

n-C_(16)H_(33)NH_3X和(n-C_(16)H_(33)NH_3)_2MX_4的红外光谱研究

在室温和液氮温度下研究了(n-C_(16)H_(33)NH_3)_2MX_4(简称C_(16)MX)及其相应化合物n-C_(16)H_(33)NH_3X(简称C_(16)X)于4000～50cm~(-1)范围的红外光谱。结果表明,它们都形成N-H…X型氢键,氢键强度是C_(16)X大于C_(16)MX。后者氢键的强度是按Cl>Br>I的顺序递减。C_(16)MX的光谱性质可按金属离子性质分为Cu~(2+)(Cu~(2+)、Cd~(2+)、Mn~(2+))和Zn~(2+)(Zn~(2+)、Co~(2+))两组,阴离子配位多面体的形状对其光谱性质有明显影响。还比较了室温与低温下的远红外光谱,证明了M—X键是离子键。     

铜污染植被指数的玉米叶片污染程度探测模型

高光谱遥感监测农作物重金属污染已成为遥感研究的重要内容之一。受污染的作物叶片中重金属含量映射到光谱上的信息量差异较微弱,如何灵敏地挖掘其所包含的价值信息具备一定挑战性。以农作物叶片光谱为研究对象,通过多个光谱特征波段组合的方式,提出了一种铜污染植被指数(CPVI)的污染程度探测模型,来表征重金属Cu对农作物的污染程度。首先设置盆栽实验,将不同浓度梯度的CuSO_4·5H_2O粉末添加到土壤中,模拟Cu污染土壤环境,胁迫玉米生长。采集玉米穗期的老、中、新叶片光谱,测定叶片中Cu~(2+)含量及相对叶绿素浓度。而后利用随机选取的58组玉米叶片光谱作为实验数据,在380～900 nm波长范围内选取波长λ_1和λ_2的两组叶片光谱反射率并计算相应的CPVI[λ_1,λ_2]模型指数及其与对应叶片中Cu~(2+)含量的皮尔逊相关系数,得到相关性特征绝对值矩阵。其次,根据得到的相关性特征绝对值矩阵,提取皮尔逊相关系数较高的光谱特征波段690和465 nm,并结合波段850 nm建立针对玉米叶片的铜污染植被指数(CPVI_m)。之后,利用另外26组数据对CPVI_m指数进行检验,同时将该指数与归一化植被指数(NDVI)、陆地叶绿素指数(MTCI)等常规植被指数进行比较以验证CPVI_m的有效性与优越性。结果表明,NDVI, MTCI, REP和DVI与叶片中Cu~(2+)含量相关系数最高仅为0.68,残差平方和RSS最低为70.99,而CPVI_m与叶片中Cu~(2+)含量显著负相关,相关系数达-0.80,残差平方和为48.52,均优于NDVI和MTCI等常规植被指数,证明CPVI_m对重金属胁迫更敏感。同时利用两期不同年份不同品种的玉米光谱数据进行CPVI_m指数的鲁棒性验证, CPVI_m与叶片Cu~(2+)含量的相关系数r分别为-0.90和-0.96,均显著相关,说明该指数对于不同品种的玉米污染程度探测仍具有良好的适用性。另外,利用玉米叶片中Cu~(2+)含量、 CPVI_m和叶片中叶绿素相对浓度构建三维分析模型,从空间角度直观地反映了三者之间具有一定的相关关系。通过光谱特征波段组合方式构建的CPVI探测模型可作为评价农作物重金属污染程度的参考方法,基于该方法构建的CPVI_m指数可有效甄别玉米受重金属Cu~(2+)污染的程度。     

光谱法研究酒石酸乙酰异戊酰泰乐菌素与牛血清白蛋白的相互作用及Zn~(2+),Cu~(2+)的影响（英文）

酒石酸乙酰异戊酰泰乐菌素(ATLL)是一种新的大环内酯类兽用抗菌药,研究ATLL与蛋白质的相互作用非常重要,这直接与ATLL在体内的药效相关。牛血清白蛋白(BSA)结构上与人血清白蛋白(HSA)同源,因此,常用它作研究药物与蛋白质相互作用的蛋白模型。血液中有许多金属离子,已有关于体内单一离子对药物与蛋白质相互作用影响的研究,采用多光谱方法对ATLL与BSA相互作用及Zn~(2+)和Cu~(2+)的影响进行研究。结果表明,BSA的荧光猝灭属于静态猝灭,Zn~(2+)和Cu~(2+)分别使有效猝灭常数降低和增大。主要的相互作用力为氢键和疏水作用力。ATLL改变蛋白质色氨酸和酪氨酸的微环境极性。紫外光谱分析发现,Cu~(2+)可能是通过Cu~(2+)-ATLL复合物以金属离子架桥作用来影响ATLL与BSA的作用,Zn~(2+)可能通过与ATLL的竞争作用结合BSA。红外光谱分析表明,ATLL使BSA的β-折叠和α-螺旋结构向β-转角和无规卷曲转变。这些基础数据有助于阐明在生理条件下,有无Zn~(2+),Cu~(2+)时ATLL与BSA的相互作用机制及金属离子在药物与蛋白质作用过程中对蛋白质功能的影响。     

ICP-MS研究黄河三湖河口表层沉积物对Cd~(2+)和Cu~(2+)的吸附-解吸特性

为了研究黄河上游表层沉积物与Cd~(2+)和Cu~(2+)的相互作用机理,以黄河三湖河口表层沉积物(简称样品)为研究对象,采用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)技术,优化样品对Cd~(2+)和Cu~(2+)的吸附固液比、时间、pH等条件。并在此条件下研究了Cd~(2+)和Cu~(2+)在样品上的吸附特性和解吸特性。结果表明:两种金属的优化吸附条件不同,在各自优化吸附条件下,样品对Cu~(2+)和Cd~(2+)的平衡吸附量分别为0.88和0.13 mg·g~(-1);对两种金属的吸附动力学符合伪二级吸附动力学模型,且样品对Cu~(2+)的吸附速率大于对Cd~(2+)的吸附速率;吸附热力学拟合结果显示吸附过程符合Freundlich模型,对两种金属的吸附均属于优惠型吸附,且吸附过程属于吸热过程,可自发进行;解吸动力学研究表明,两个金属的解吸过程均符合Elovich方程,属于非均相扩散;在多离子竞争吸附-解吸实验中发现,样品对Cu~(2+)的吸附-解吸受到共存离子的影响更大。研究结果揭示了黄河三湖河口表层沉积物对Cd~(2+)和Cu~(2+)吸附和解吸的作用机理以及共存离子对吸附解吸特性的影响。对于分析重金属在水体与沉积物之间的作用机理、固液两相分布规律以及重金属迁移能力提供了理论依据,同时也为制定研究区域针对性的重金属防控措施具有一定指导意义。     

Cu~(2+)离子共掺杂的β-NaYF_4∶Yb~(3+),Er~(3+)晶体的制备与上转换发光性能的提高

采用水热法制备Cu~(2+)离子共掺杂的β-NaYF_4∶20%Yb~(3+),2%Er~(3+)上转换晶体。通过X射线衍射(XRD)及透射电子显微镜(TEM)数据分析,Cu~(2+)离子的掺杂不影响样品的晶相与形貌。通过荧光光谱观察到,随着Cu~(2+)离子的掺杂摩尔分数从0增加到40%,紫外到可见的上转换发光强度先增大再减小。在掺杂5%Cu~(2+)离子时,β-NaYF_4∶20%Yb~(3+),2%Er~(3+)晶体呈现出最大的上转换发光强度。这是因为低价态的Cu~(2+)离子掺杂导致F-空位的产生,降低了Er~(3+)离子周围晶体场的对称性,从而有利于上转换发光的增强。     

光谱法研究人胞红蛋白与铜(Ⅱ)离子的相互作用（英文）

胞红蛋白(Cygb)是近期在脊椎动物中发现的一种球蛋白家族成员,具有典型珠蛋白的"3+3"式的α-螺旋三明治折叠结构。利用紫外可见吸收光谱、荧光光谱、同步荧光光谱及圆二色(CD)光谱法研究了Cu~(2+)离子与Cygb的相互作用。结果表明,当Cu~(2+)离子加入到Cygb溶液中后,Cygb在280nm处的紫外吸收强度增大,说明Cu~(2+)与Cygb发生了相互作用;Cu~(2+)使Cygb的内源性荧光发生猝灭,其猝灭方式为静态猝灭。同步荧光光谱研究表明,Cu~(2+)可使色氨酸和酪氨酸的微环境发生较小的改变,与酪氨酸相比Cu~(2+)对Cygb的键合部位更接近于色氨酸。圆二色光谱研究表明,Cu~(2+)对Cygb的二级结构未引起明显变化。     

三聚氰胺及其胺化衍生物的荧光特性

研究了三聚氰胺(MA)及其胺化衍生物在不同浓度酸碱溶液中的荧光性能,探索了MA及其衍生物与金属离子作用前后三维荧光光谱的变化规律。结果显示:酸性溶液中MA的荧光强度高于胺化衍生物,而碱性溶液中MA的荧光强度低于胺化衍生物;随着盐酸浓度加大,其荧光峰向长波方向移动,且荧光强度逐渐减小;随着氢氧化钠浓度增加,MA荧光强度逐渐减小,胺化衍生物在氢氧化钠浓度为0.001mol/L时荧光强度最小,浓度为0.01mol/L时达到最大。加入Ni~(2+)、Co~(2+)、Mn~(2+)、Ca~(2+)等金属离子后,MA及其胺化衍生物无响应;但加入Cu~(2+)和Pb~(2+)后,其荧光强度随着金属离子浓度的增大而减弱直至不再变化。并通过摩尔比法求得MA及其衍生物与Cu~(2+)和Pb~(2+)的结合比。     

铅锌矿石稀散元素镉含量的高光谱反演研究

稀散元素矿产资源是国民经济中的关键性矿产资源,元素含量的提取是矿产资源潜力评价、靶区优选的基础。现有稀散元素含量分析面临快速检测、潜力评价的需求,基于高光谱的稀散元素含量反演是解决此问题的一种途径。因此,采集西藏斯弄多-则学矿集区的铅锌矿石,开展铅锌矿石稀散元素镉(Cd)含量的高光谱反演方法与反演模型研究。选用ASD Field Spec 3地物光谱仪及配套软件进行光谱数据采集和预处理;在光谱特征分析基础上,开展一阶微分(FD)、二阶微分(SD)、倒数的对数(AT)、倒数对数的一阶微分(AFD)、倒数对数的二阶微分(ASD)光谱数据变换处理,结合皮尔森相关性系数(r)筛选特征波段,进行随机森林(RF)、人工神经网络(ANN)、支持向量机(SVM)模型构建与反演,选用决定系数(R²)和均方根误差(RMSE)评价反演模型效果与预测精度。结果表明：样品反射率集中于40%～60%区间;1 420、 1 920和2 200 nm处形成吸收峰;特征波段覆盖可见光和近红外波段,771～2 051 nm为特征波段的最优区间。SD光谱变换的降维效果最好,筛选出15个特征波段;其次为...     

基于Schiff碱结构的香豆素类荧光探针的合成及对Mg~(2+)的识别

以2-氨基苯并咪唑和7-羟基香豆素为基本原料制备了Mg~(2+)荧光探针,采用核磁共振谱与质谱等手段对产物的构成进行了详尽的表征。然后通过荧光发射光谱的测试分析,了解了探针的各项性能。结果显示,在MeOH∶H_2O=1∶1(V∶V)混合溶液中探针对Mg~(2+)具有良好的选择性而不受其他金属离子(Ca~(2+)、Na~+、Li~+、K~+、Cu~(2+)、Fe~(3+)、Zn~(2+)、Ni~(2+)、Mn~(2+)、Ba~(2+)、Cd~(2+)、Cr~(3+)、Ag~+、Al~(3+)、Hg~(2+)、Co~(2+)、Pb~(2+))的干扰。探针对Mg~(2+)具有可逆性,其检测限为7.3×10~(-8) mol/L。通过对探针的性能研究可知该探针能够完成对Mg~(2+)的检测,在生命医学、环境科学及分析化学等领域具有潜在的应用价值。     

基于功能化的金纳米的共振瑞利散射方法手性识别肉碱对映体（英文）

一种不经分离而同时测定手性对映体的简便方案是非常有趣和有用的。提出一种基于共振瑞利散射(RRS)光谱技术手性识别新方法,利用功能化的金纳米粒子(Au NPs)同时检测肉碱对映体。AuNPs的RRS强度很弱,但当Cu~(2+)存在时,RRS强度显著增加。更有趣的是,肉碱对映体均可以降低Cu~(2+)-Au NPs体系的RRS强度,但D-肉碱使RRS降低更多。在最优实验条件下,均有良好的线性关系并有很好的相关系数以及较低的检出限。由此,这种方法可以计算出肉碱对映体的对映体比率和对映体分数。并应用于胶囊样品中肉碱对映体混合物手性识别的研究。该方法不需要复杂的手性修饰处理,并具有简捷低消耗、灵敏度高、选择性好等优点。     

2μm波段再入射离轴积分腔输出光谱设计与实验

离轴积分腔输出光谱技术(off-axis integrated cavity output spectroscopy, OA-ICOS)是一种高灵敏度的激光光谱测量技术.但由于使用密集的高阶模进行光谱探测,OA-ICOS输出信号强度较低,使得探测灵敏度高度依赖于光源功率.针对该问题,本文引入光学再入射的方法,使激光再次注入光腔,以提高能量利用率和输出信号强度.本文使用三维光追踪模拟软件,设计再入射结构,研究了影响信号增益的多个因素.并搭建一套2μm波段的再入射OA-ICOS装置,开展了一系列研究实验.实验数据表明:再入射方法使OA-ICOS信号增强了8倍,信噪比提升了4.6倍,有效改善了探测灵敏度和光谱的吸收深度,缓解了探测中遇到的信号功率低的问题,为使用低功率光源和高反射率腔镜提供了有效的方法.     

微分算法的艾比湖湿地自然保护区土壤有机质多光谱建模

针对以往利用高光谱数据来来反演土壤有机质（SOM）的可行性与可靠性,结合微分处理对光谱数据信息提取的高效性,提出了直接对多光谱遥感影像进行微分处理就可得出SOM建模研究,旨在为今后SOM速测提供参考。采用Landsat 8_OLI 多光谱遥感影像数据,对多光谱遥感影像进行辐射定标、几何校正、大气校正、镶嵌和裁剪,运用IDL软件对影像进行一阶微分处理和二阶微分处理,发现一阶微分图像能够更好地表达地物的真实情况,更好地区别水体与土壤。原始遥感影像包含大量的信息其中还包括噪声,通过微分处理后的遥感影像剔出了原始影像中反射率值突兀变化的部分。在研究区采用五点法采集土壤样品。室内实验用重铬酸钾氧化-容量法测得SOM数据。多光谱数据结合地面实测SOM数据,分析SOM与多光谱数据反射率的关系,发现一阶微分处理后的遥感数据与SOM含量的相关性存在敏感波段,说明一阶微分处理可以将原始遥感图像数据在多光谱范围内的一些隐含的土壤有机质信息释放出来。选取相关性高的数据建立基于原始遥感数据、一阶微分数据、二阶微分数据的单波段多光谱线性模型和多波段多光谱线性模型,选取最优模型来估算和反演土壤有机质含量。结论如下：（1）通过对原始影像进行微分处理发现,微分处理后的影像变化明显,一阶微分处理的影像噪声降低,更加突出了影像中土壤有机质隐藏的信息。二阶微分处理的影像抑制了土壤有机质信息。（2）原始遥感影像各波段数据对土壤有机质含量的相关性较低,一阶微分处理后的遥感影像数据反映出土壤有机质敏感波段即部分波段数据相关性明显高于原始数据,二阶微分处理后的遥感影像各波段数据对土壤有机质含量的相关性较弱。（3）多波段建模效果要优于单波段建模;一阶微分多波段模型预测精度最优,其模型的决定系数和模型拟合的决定系数分别为0.898和0.854,该模型对估算研究区内的SOM含量效果较好;综合比较了单波段模型和多波段模型的拟合精度,发现无论在单波段模型还是多波段模型一阶微分处理后的模型都具有更好的预测能力。（4）基于一阶微分多波段模型对研究区SOM进行反演,反演结果与实际情况相符合,对干旱区SOM含量制图提供了切实可行的方法和参考。     

壳聚糖与金属离子反应机理的密度泛函研究

采用密度泛函方法,基于第一性原理利用广义梯度近似(GGA)对壳聚糖进行了结构优化和频率计算,比较了不同泛函形式的计算结果,并对壳聚糖与金属离子Cu~(2+)、Mn~(2+)、Zn~(2+)的反应焓分别进行了计算,讨论了金属离子与壳聚糖的反应机理。结果表明,各种GGA方案中,HCTH407泛函对于壳聚糖结构的优化及O-H、N-H键均裂焓计算结果均比较准确。比较壳聚糖与各金属离子反应焓可知,壳聚糖与Cu~(2+)、Mn~(2+)、Zn~(2+)结合的反应均为放热反应,壳聚糖与3种金属离子反应产物稳定性排序为Cu~(2+)Zn~(2+)Mn~(2+)。     

干涉成像光谱仪等波长光谱重建方法研究

干涉型成像光谱仪是嫦娥1号(CE-1)卫星的重要设备,用于分析月球表面物质成分含量及其分布,目前所得到的2B级科学数据的光谱分辨率为325 cm-1,转化为波长分辨率表示后各谱段不一样,第一个波段为7.6 nm,最后一个波段为29 nm,这引入两个问题：(1)与地面波谱库中用于标定和比对的光谱分辨率描述方式不一致;(2)由于波段窄而进入的信号少,造成短波光谱信噪比差。基于CE-1干涉成像光谱仪光谱重建模型,讨论了波长分辨率与截止函数的关系,提出了一种随波长及波长分辨率变化的可调截止函数,并选取相应Sinc函数进行切趾,实现了波段覆盖范围内任意指定波长分辨率的光谱数据重建。利用该方法对CE-1号在轨0B数据进行处理,得到了29 nm等波长高光谱图像,采用光谱信噪、主成分分析和无监督分类等方法对重建结果与同区域2级科学数据进行比对,结果表明：短波波段光谱信噪比提高了4倍,平均提高了2.4倍,基于光谱特征的分类结果一致,数据质量大大改善。EWSR方法的优点有：(1)在保持光谱信息量的情况下,虽然牺牲部分光谱分辨率,但提高短波波段的光谱信噪比;(2)实现了在波段覆盖范围内任意指定波长位置或任意设定波长分辨率的光谱数据重建。     

荧光光谱数据解析中的信息冗余初步研究

提出了光谱数据解析中的信息冗余系数的问题,从光谱数据处理过程中波段优化选择的方法入手,考察了多环芳烃(polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)中的蒽、芘和菲三组分混合体系的荧光光谱数据,采用化学计量学中的主成分回归分析和波段变量选择的窗口移动法,通过理论分析和实验论证得到结论:(1)荧光光谱信号中存在信息冗余;(2)经冗余优化后的荧光光谱数据可以反演出更真实的样本的定量信息,对光谱重叠严重的多组分混合体系,采用冗余优化分析过的数据可以增加预测模型的灵敏度和稳定性。     

Tm3+/Ho3+共掺含BaF2纳米晶氟硅酸盐玻璃陶瓷2μm发光性能

由于在人眼安全、光电探测、中红外超连续谱产生等方面的应用,2.0μm波段中红外激光器引起了人们越来越广泛的关注。本文采用熔融-淬冷法制备了含BaF_2纳米晶、Tm~(3+)离子单掺及Ho~(3+)/Tm~(3+)共掺的85SiO_2-7.5KF-7.5BaF_2(SKB)玻璃陶瓷,表征了样品的拉曼光谱、吸收光谱、808 nm泵浦下在2.0μm处的发光性能,得到了实验过程中Ho~(3+)/Tm~(3+)的最佳掺杂浓度。结果发现,Ho_2O_3、Tm_2O_3掺杂浓度均为1.0%时,2.0μm处Ho~(3+):~5I_7→~5I_8发射峰强度达到最大,并对Ho~(3+)和Tm~(3+)之间的能量转移机制进行了详细分析和讨论。研究表明,Tm~(3+)/Ho~(3+)共掺的BaF_2纳米晶SiO_2-KF-BaF_2玻璃陶瓷有望成为2.0μm波段中红外固体激光器的增益基质。