红木的近红外光谱分析

红木珍贵、种类多,大多数人对红木种类及真伪难以或无法鉴别。利用近红外光谱技术对国家标准中八类红木的近红外光谱进行分析,研究结果表明:(1)近红外光谱与红木色度学参数(L*,a*和b*)之间存在非常高的相关性,预测值与实测红木L*,a*和b*值的相关性分别达到0.988,0.991和0.993;(2)利用化学计量学中的主成分分析(PCA)方法可以将八类红木清楚地区分成八个相应的类别,利用三个主成份信息绘制的三维PCA得分图比二维图更能直观地展现八类红木的区别。研究结果说明应用近红外光谱技术识别红木类别具有可行性,这为开发红木的鉴定或识别提供新的方法和研究思路。     

防晒霜防晒指数的光谱分析研究

防晒指数SPF是反映防晒用品防晒效果的主要指标,文章采用ASD公司的便携式光谱仪研究了防晒指数与光谱特性之间的关系。选用丁家宜SPF15,SPF20,SPF30三种品种防晒霜共75个样本进行了光谱分析,将样本分为60个试验样本和15个预测样本,用光谱仪获取样本的反射光谱数据。采用主成分分析法对400～960 nm范围内光谱数据进行处理,表明主成分1和主成分2的累计可信度达91%,再用偏最小二乘回归方法建立了校正模型,并用该模型对剩余15个样本进行预测。结果表明,预测相关系数为0.967 7,得到了较好的预测结果。说明文章提出的光谱分析方法具有很好的分类和鉴别作用,为防晒霜SPF值的检测提供了一种新方法。     

构建整粒油菜籽脂肪酸成分近红外反射光谱分析模型的研究

选用具有多年份、多地点、变异大的497份油菜籽育种材料组成原始样品集,光谱经散射和数学预处理利用改良偏最小二乘法(MPLS)构建各脂肪酸近红外反射光谱(NIRS)校正模型,同时采用三种不同用量的样品杯进行NIRS建模分析。结果表明,以8 g样品校正建模效果最好,六种脂肪酸的校正决定系数为0.74～0.98。同时以3和0.6 g样品分别发展的校正模型效果也较好,两者分析效果相近。各项决定系数(RSQ1,1-VR)高,相应的各项误差(SEC,SECV)较低。该研究以完整油菜籽为样品所建立的脂肪酸NIRS模型,可直接用于育种材料选择、突变体筛选和种质资源的评价等研究。     

单个鼻咽癌细胞的拉曼光谱分析的研究

利用激光镊子拉曼光谱系统研究了鼻咽癌细胞株和正常人鼻咽部气道上皮细胞株的单个细胞的拉曼光谱,对于每个细胞在不同部位测3个点。结果显示：正常细胞和癌细胞的平均拉曼光谱有显著差异：正常的细胞光谱强度比癌细胞的明显要高;正常细胞的1304和1336 cm-1处峰的强度比值为1.05,癌细胞的为1.22。用PCA主成分分析和DFA判别分析分别对单个细胞的平均光谱和不同位置所取得的单独光谱进行分析,结果发现：PCA和DFA均可以把癌细胞和正常细胞正确区分,对于单独光谱,DFA的效果更好一些。同时还发现同一个细胞中不同的光谱位置对PCA和DFA的区分度影响不是很大;PCA和DFA的图中还表明癌细胞的均匀度要比正常细胞的差。以上的研究均表明：激光镊子拉曼光谱可以成为区别正常鼻咽细胞和鼻咽癌细胞的有效手段。     

紫苏种子品质的近红外光谱分析

为加快紫苏优质育种进程,采用近红外光谱(NIRS)技术,结合线性偏最小二乘法(PLS),以250份全国范围内收集的紫苏资源为研究材料,分别较好的建立其种子中含油量,棕榈酸(C16∶0),硬脂酸(C18∶0),油酸(C18∶1),亚油酸(C18∶2),a-亚麻酸(C18∶3)含量的六个近红外光谱校正模型。结果显示,六个模型的校正决定系数(RSQ1)分别为：0.98,0.91,0.92,0.92,0.85,0.93;交叉验证决定系数(1-VR)分别为：0.97,0.89,0.89,0.91,0.85和0.91;外部验证相关系数(RSQ)分别为：0.98,0.91,0.89,0.90,0.80和0.89,且定标标准误差(SEC)分别为0.99,0.21,0.1,0.94,0.81,0.92;交叉验证标准误差(SECV)分别为1.16,0.23,0.11,1.05,0.92,1.02和预测标准误差(SEP)分别为0.97,0.21,0.11,1.12,0.99,1.14。结果表明,此六个校正模型质量均较高。这些首次建立的快速无损的近红外分析模型,可为紫苏资源开发提供指导,对紫苏油分品质育种具有重要意义。     

南瓜多糖的性质及光谱分析

采用热水浸提和乙醇沉淀的方法提取南瓜多糖,Sevage法除蛋白,活性炭脱色,对南瓜多糖的理化性质、提取率、含量、组成和结构进行了研究,南瓜多糖呈灰白色粉末,溶于水,不溶于有机溶剂。碘-碘化钾反应呈阴性,说明提取物为非淀粉性多糖。提取率5.34%,总糖含量为97.93%,紫外光谱扫描结果表明南瓜多糖几乎不含核酸和蛋白质;红外吸收光谱检测表明,在3433、2949、1749、1612、1416、1333、1238、1147、1101、1018、833、763、637、536、427cm^-1处表现为典型的多糖特征吸收峰;南瓜多糖是一种酸性多糖,同时存在呋喃环和吡喃环,该多糖是以α型糖苷键相连结的杂多糖。     

基于可见光光谱分析的黄瓜白粉病识别研究

白粉病是黄瓜常见病害之一,传播速度极快,严重时可造成黄瓜大量减产,对其进行快速准确识别,对黄瓜白粉病诊断和防治具有重要意义,应用可见光谱技术,结合主成分分析和支持向量机算法,实现对黄瓜白粉病的快速识别。配制白粉病菌孢子悬浮液,并人工接种于科研温室内的黄瓜叶片上,以诱发黄瓜白粉病,待白粉病有一定面积暴发后,利用海洋光学USB2000+型便携式光谱仪对黄瓜叶片光谱信息进行采集,利用五点取样法采集样本,在5个检查点,每点选取2株黄瓜进行调查,每株选取4枚感病叶片,每枚叶片随机选取5个感病区域进行光谱采集,共计采集200个感病叶片光谱样本,同样采集200个健康叶片样本作为对照。通过Ocean Optics Spectra-Suite软件采集漫反射标准白板信息和光谱仪暗电流实现光谱仪校正,调节积分时间、扫描次数以及平滑度等参数来实现光谱曲线平滑处理,以有效抑制光谱噪声,对光谱特征进行分类识别,去掉首尾噪声较大的波段,保留光谱的可见光波段进行研究,最终选取450~780 nm波段范围作为研究对象。利用主成分分析对所研究波段范围内的高维光谱数据（947维）进行降维处理,根据主成分的累计贡献率,选取前5个主成分作为分类模型的输入,以白粉病和健康叶片的判别结果作为输出,利用支持向量机算法,通过对样本的分类学习训练构建黄瓜白粉病和健康叶片的分类识别模型,随机选取120个样本作为训练集用于分类模型构建,其余80个样本作为测试集用于模型检验,并通过选取不同的核函数来获得最优模型。利用混淆矩阵对分类识别模型的准确率进行评价,当选取径向基核函数时,分类识别模型对黄瓜健康叶片和白粉病叶片的识别准确率最高,分别为100%和96.25%,总准确率为98.125%,具有较高的准确率。结果表明,利用可见光光谱信息并结合主成分分析和支持向量机算法,可以实现对黄瓜白粉病的快速准确识别,为黄瓜病害诊断提供了方法和参考依据。     

发动机油中水分的近红外光谱分析

发动机油是发动机的核心部件,发动机油中极易混入水分,水分容易加速发动机油的劣化和变质,进而危害发动机的安全运行。对发动机油中水分进行检测是保障发动机油质量的重要指标。因而采用近红外光谱结合偏最小二乘法(PLS)回归方法对不同含水量的发动机油进行了检测。首先根据含水发动机油的近红外光谱的特征,分析了931,1195～1212和1391～1430nm波长的较强吸收峰的机制;采用正交信号校正(OSC)和几种其他的光谱预处理方法构建了PLS回归模型,根据回归系数进行了特征波长的选择。结果表明,OSC预处理后的PLS模型具有较好的预测能力,而多元散射校正(MSC)和标准正态变量变换(SNV)预处理降低了模型的校正性能。选择了166个特征波长,占全谱的32.42%。采用所建的近红外全谱PLS模型和特征波长选择的PLS模型分别对预测集14个油样进行预测,两个模型都能实现较好地预测,预测标准差分别为0.0007和0.0006;而特征波长选择对含水发动机油的预测最稳健,性能指标最好(■为0.9930,■为0.9887,且RMSE_CV和RMSE_P值分别为3.14...     

黄绿色菱锌矿玉的谱学特征及颜色成因初探

菱锌矿颜色丰富,有黄色、蓝色、粉色、绿色等,矿物学特征及谱学特征的研究较少,对其不同颜色的成因认识亦不明确。选取黄绿色菱锌矿玉,利用X射线粉晶衍射仪、电子探针、激光剥蚀电感耦合等离子体质谱仪、傅里叶红外变换光谱仪、拉曼光谱仪、紫外-可见分光光度计、电子顺磁共振仪等分析显示,样品为纯净的菱锌矿,主要成分为ZnO,其平均含量为61.3%,次要成分有CaO,FeO,MnO,CdO及PbO。样品中含有微量过渡金属元素Fe和Mn,平均含量分别为7 363.5×10-6和3 558×10-6。样品在740,883和1 490 cm-1处出现菱锌矿的特征吸收带,740 cm-1归属于[CO₃]2-的面内弯曲振动单峰,883 cm-1属于[CO₃]2-的面外弯曲振动峰,1 490 cm-1处的强吸收谱带为[CO₃]2-反对称伸缩振动所致。拉曼谱有300,728和1 091 cm-1等方解石族特征峰,300 cm-1归属于ZnO对称伸缩振动,728 cm-1归属于[CO₃]2-面内弯曲振动,1 091 cm-1归属于[CO₃]2-对称伸缩振动。综合分析认为,Fe3+的6A₁→4E(D)跃迁、6A₁→4T₂(D)跃迁、Mn2+的d电子跃迁产生的紫外-可见光谱377,395和417 nm附近的吸收带是样品产生黄绿色的原因。EPR谱也显示出g=2.0左右的Mn2+的特征六重超精细共振谱线和g=1.98左右的Fe3+的特征谱线。结合样品成分和吸收光谱等特征,可以认为菱锌矿玉样品的黄绿色是由Fe3+和Mn2+的d—d轨道电子跃迁共同导致。     

化学混合物成分的太赫兹光谱分析

利用太赫兹时域光谱装置测量各种纯化合物的吸收谱,采用线性回归技术,对测量的化学混合物太赫兹吸收谱进行分析,得到样品中化合物的成分和相对含量.通过对蒽醌、苯醌和二苯甲酮混合物太赫兹吸收谱的研究,证实了利用整个测量波段的频谱作为化合物的指纹特征来分析化学混合物的成分和相对含量的方法是可行的.     

DNA凝聚性质的紫外光谱研究

为探讨DNA凝聚的性质和机制,探究了不同浓度的精胺、亚精胺和三氯六氨合钴对小牛胸腺DNA紫外吸收的影响。精胺、亚精胺与DNA相互作用在紫外光谱上具有相似特征,随着它们浓度的增加紫外光谱在260nm处都有先增色,后减色,再增色的趋势;随着三氯六氨合钴浓度的升高紫外光谱出现先减色,后增色。精胺、亚精胺和三氯六氨合钴与DNA相互作用均能使DNA凝聚,但作用方式有所不同。三氯六氨合钴较之精胺、亚精胺与DNA相互作用更为敏感。多胺紫外光谱分析结果与最近单分子实验结果吻合。     

改进BaF2闪烁体光输出特征研究

介绍旨在抑制BaF2闪烁体慢发光成分,拓展其应用领域的紫外滤光膜系设计和性能测量结果,研究表明,以Al2O3/MgF2/Al/MgF2为基本结构优化设计的紫外滤光膜系对来自BaF2闪烁体不同角度入射的快/慢成分光分别具有高透射和强截止特性.还提供了用纳秒级脉冲辐射源激发"BaF2+紫外滤光膜系+光电闪烁探测器"系统获得的BaF2闪烁体时间响应曲线,并对紫外滤光膜系中子辐照损伤特性进行了研究.     

Micro-arc ignition on the oily surface of capacitively-coupled plasma

Micro-arc ignition on the oily surface is investigated in a capacitively-coupled plasma (CCP) system. In this system, micro-arc generation is enhanced by increased level of plasma potential, which is induced by a DC-grounded coil between blocking capacitor and the powered electrode. The images of micro-arcs are captured with very short exposure time of 20 μs using intensified charge-coupled device triggered by a high speed comparator and the focused ground electrode is partially soiled with oil. The micro-arcs are observed only on the oily surface of the electrode. This observation provides that the oily surface of CCP is very weak for micro-arc ignition and micro-arc ignition is supposed to be enhanced by the oil evaporation and the thin oil layer, considering the RF Paschen breakdown of the oil vapor within the sheath and the dielectric breakdown of thin oil layer.     

级联光纤布拉格光栅光谱特性研究

从耦合模理论出发,用传输矩阵的方法数值模拟分析了二级联、三级联的光纤布拉格光栅的反射谱和透射谱特性,实验测得的结果与理论模拟的结果基本吻合.     

CoPt纳米棒异常红外光学性能研究

采用原位模板结合化学还原法制备了一维CoPt纳米棒,扫描电子显微镜(SEM)结果表明CoPt纳米棒平均直径为166.3 nm,长度在1.0~5.0μm之间。以CO为探针分子,在固/气界面研究了CoPt纳米棒的红外光学性质,并同本体Pt电极进行对比分析。原位固/气红外光谱结果表明,吸附态CO(COad)在本体Pt上为正常红外吸收,而CoPt纳米棒在GC基底上表现出异常红外效应(AIREs),当CoPt纳米棒负载到高反射率的金基底上可以得到相同的结论,说明CoPt纳米棒表现出异常红外效应是有材料本身的性质,与反射基底无关。论文从固/气界面进一步验证了一维纳米材料的异常红外效应,有助于加深对低维纳米材料异常红外光学性能的理解。     

Studies on the properties of sputter-deposited Al-doped ZnO films

ZnO is a well known material; however, the research interest in this material is still high enough because ZnO is one of the materials with the most potential for optoelectronics due to its promising properties of high conductivity as well as good transparency. In this work, aluminum doped zinc oxide films (ZnO:Al) were deposited by RF magnetron sputtering on glass and silicon substrates with different deposition times of 2, 3 and 4 h. The aim of this work is the study of the deposition time effect on the properties of ZnO:Al films. It is shown that films grow with the hexagonal c$c$-axis perpendicular to the substrate surface. The morphological characteristics show a granular and homogenous surface and the cristallinity of the films is enhanced with increased deposition time. The deposited films show good optical transmittance (80%–90%) in the visible and near infrared spectrum. The calculated band gap is about 3.3 eV. The electrical ZnO:Al/Si(p) junction properties were investigated using the Capacitance–Voltage (C–V$C\text{–}V$) dependence. Calculations of the built-in potential from classical 1/C²–V$1/C^2\text{–}V$ characterization give values between 0.54 and 0.71 V.     

Continuity properties of the electronic spectrum of 1D quasicrystals

In this paper we consider operatorsH(,x) defined onl ²() by