激光拉曼光谱及其应用进展

综述了近年来激光拉曼光谱的几种分析技术及其应用,涉及到的激光拉曼光谱有傅立叶变换拉曼光谱、表面增强拉曼光谱、激光共振拉曼光谱、高温激光拉曼光谱、激光拉曼显微及激光拉曼遥测技术等。     

基于PHI高光谱影像的植被光谱特征应用研究

探讨了植被冠层的光谱反射特征和诊断性光谱吸收特征。从连续统去除的光谱吸收特征中获得了波段深度、连续统去除后微分反射比、波段深度比和归一化波段深度指数等光谱特征变量。应用染有病害的多时相小麦PHI（Pushbroom hyperspectral imager）航空高光谱影像数据，分析了小麦病害对小麦光谱的影响及其光谱特征；运用微分光谱特征分析了监测小麦病害的可能性。     

菲涅耳波带片衍射产生的光谱奇异现象

研究高斯型光谱的完全空间相干光经菲涅耳波带片后,远场轴上点的光谱奇异现象.结果表明,在相位奇异点处,高斯型光谱一分为二,出现光谱开关现象.在相位奇异点附近,一些点处的光谱发生蓝移,而另一些点处的光谱发生红移.这些光谱奇异现象与观测点位置有关,光谱开关总是发生在光强为极小值处.分析和比较几种菲涅耳波带片的光谱奇异现象,以及其光强分布情况.     

红外光谱法研究中药进展

中药具有重要的红外光谱特征。红外光谱在快速、无损和准确研究中药方面表现出巨大的潜力。综述了红外光谱特别是近红外光谱和傅立叶变换红外光谱技术研究中药的最新进展，全面叙述红外光谱技术在中药定性定量检测、新药开发和中药药理研究方面的应用情况。     

氢原子光谱理论发展概况

本文介绍了氢原子光谱理论的发展过程，即：氢原子光谱的发展是从氢原子光谱的理论出发，后经相对论修正过渡到非相对论下的氢原子光谱理论，进而发展到相对论下的氢原子光谱理论。     

基于光谱主次吸收谱带组合特征相似性测度的高光谱遥感矿物信息提取

吸收谱带组合特征是识别和区分具体矿物类型的重要参量。研究表明,地物单一光谱特征不稳定性无法全面反映地物光谱间的相似性,直接影响识别效果。提出一种基于矿物光谱的主次吸收谱带组合特征的相似性测度方法;该方法基于光谱主次吸收特征的最小二乘相似性拟合法,对光谱特征较稳定的主、次吸收特征参量赋以不同的权重系数,将图像光谱与标准光谱库中各个参考光谱分别在主吸收特征与次级吸收特征波段进行加权比较,从而得到识别结果。基于CAIS/SASI机载高光谱数据,IDL编程实现光谱主次吸收特征最小二乘相似性拟合算法对实验区的绢云母、绿泥石蚀变矿物信息提取,并与常规光谱角制图处理结果的比较分析,发现新算法能更细致地进行高光谱遥感地物信息提取,有较强的实用性。     

近红外光谱分析技术在监测L-异亮氨酸发酵过程中的应用

以L-异亮氨酸发酵过程的发酵液为样品, 用偏最小二乘法考察2种光谱采集方式、 7种光谱预处理方法及不同光谱波段选择对建立5种氨基酸光谱预测模型精度的影响. 通过建立L-异亮氨酸发酵过程中主副产物最佳光谱预测模型, 确定最佳光谱信息采集方式、 光谱预处理方法、 光谱波长范围及模型因子数. 结果表明: 反射扫描优于透射扫描获取光谱所建最佳预测模型; 反射光谱采集L- 异亮氨酸、 L-丙氨酸、 L-谷氨酸、 L-亮氨酸和L-苏氨酸5种氨基酸最佳校正模型相关系数均大于0.96, 其交互验证均方差分别为1.760,0.462,0.430,0.259,0.199, 相对分析误差分别为7.8,6.8,6.3,5.0,6.4, 表明所提出的近红外光谱分析法快速检测氨基酸发酵液中各成分稳定可行.     

基于集合论的光谱相似性度量及在影像检索中的应用

将高光谱遥感中光谱向量相似性度量转换为相应的集合相似性度量,提出了两种适用于光谱的相似性度量方法,即基于光谱多边形面积和基于特征波段位置匹配度量.实验结果表明,基于光谱多边形的方法能够更有效地综合应用反射率和波长二维信息,有效度量光谱向量相似性.     

近红外光谱分析技术在监测L-异亮氨酸发酵过程中的应用

以L-异亮氨酸发酵过程的发酵液为样品, 用偏最小二乘法考察2种光谱采集方式、 7种光谱预处理方法及不同光谱波段选择对建立5种氨基酸光谱预测模型精度的影响. 通过建立L-异亮氨酸发酵过程中主副产物最佳光谱预测模型, 确定最佳光谱信息采集方式、 光谱预处理方法、 光谱波长范围及模型因子数. 结果表明: 反射扫描优于透射扫描获取光谱所建最佳预测模型; 反射光谱采集L- 异亮氨酸、 L-丙氨酸、 L-谷氨酸、 L-亮氨酸和L-苏氨酸5种氨基酸最佳校正模型相关系数均大于0.96, 其交互验证均方差分别为1.760,0.462,0.430,0.259,0.199, 相对分析误差分别为7.8,6.8,6.3,5.0,6.4， 表明所提出的近红外光谱分析法快速检测氨基酸发酵液中各成分稳定可行.     

拉曼光谱技术的发展及其在生物医学领域中的应用

拉曼光谱技术自发现以来广泛应用于检测固体和液体材料的化学成分,它可利用物质的光谱"指纹"信息,区分各种物质样品、检测不同生理状况的细胞及其中的生物分子,如核酸、蛋白质等.为探索拉曼光谱在生物医学领域的应用前景,在概述拉曼光谱原理的基础上,介绍拉曼光谱技术及其衍生出的其他技术,包括表面增强拉曼散射(SERS)、共振拉曼光谱(RRS)、相干反斯托克斯拉曼光谱(CARS)、受激拉曼光谱(SRS)技术等,最后对拉曼光谱的改进与应用提出展望.     

光敏剂PpIX的组织荧光光谱校准方法

以PpIX光敏剂的生物组织荧光光谱定量检测为目的,采用蒙特卡罗(MC)方法模拟不同组织的荧光光谱和漫反射光谱,并给出荧光光谱和漫反射光谱的校准方法.通过自主搭建组织荧光光纤检测系统,分别对3种组织光学模拟液中的光敏剂荧光进行实验测试和光谱校准.得出3种组织光学模拟液的原始荧光光谱离散系数为28％,经过构建的算法校准后,...     

土壤磷形态的反射光谱特征及其光谱建模

由于对土壤磷的可见-近红外反射光谱的特征认识不足,土壤磷的光谱模型稳定性较差。为此,通过分离不同磷组分,分别以标准白板和残渣样品为参考光谱,间接和直接测定了不同磷组分的反射光谱。通过分析其光谱特征及光谱模型的间接和直接结果,发现各磷形态具有显著不同的反射光谱特征,光谱形状、反射率大小及峰/谷位置均不同,能够被现有可见-近红外光谱（200~1000 nm）定性和定量分析。在现有研究波段内,250 ~750 nm是土壤磷的敏感波段。研究结果为认识全磷的反射光谱特征及预测全磷含量提供了理论依据。     

基于HySpex高光谱成像系统的岩矿影像数据集

利用HySpex高光谱成像系统,对125块岩石样本和250块矿物样本进行近红外高光谱测量,提取岩矿的高光谱影像数据集,将岩矿光谱数据制作单种岩石矿物光谱卡,以岩矿影像高光谱数据集的方式进行编排和整理.基于光谱特征对岩石样品进行分类实验,分类效果较好.     

基于线性光谱混合理论的高光谱图像压缩

为了以较小的压缩误差为代价解决高效压缩高光谱数据的难题,提出基于线性光谱混合理论的星上高光谱图像压缩算法.利用顶点成分分析求高光谱图像的端元向量,并根据信道容量选择端元数;基于线性光谱混合模型求各像元对应于端元向量的丰度值;用JPEG2000对端元向量和丰度值矩阵进行无损压缩.对AVIRIS高光谱图像的仿真结果表明:压缩比为80∶1时,原始光谱与解压缩重构光谱最大相对误差小于2.7%,最大光谱角余弦误差小于0.000 23,压缩性能优于现有算法;算法还能有效地抑制原始图像中的随机噪声.     

《仪器分析》课程中拉曼光谱的开放实验设计与实践

仪器分析理论和实验是大学化学、应用化学和化学工程类学生的一门专业必修课程,它涉及多种不同实验仪器的原理和应用。拉曼光谱是表征分子结构的一种重要光谱方法,它与红外光谱各有局限又相互补充。但由于目前教学和学生知识条件等限制,与红外光谱比较,拉曼光谱的理论和实验教学开展较少。本文旨在设计拉曼光谱在晶体中应用的开放实验,并将实验实践引入到拉曼光谱的课堂理论教学中,从而引导学生将拉曼光谱知识的难点简单化、形象化,初步了解和掌握拉曼光谱的基本知识原理和应用。     

基于相关系数与光谱差异法的草莓光谱特征信息提取

为深入分析诸光谱预处理与特征信息提取方法的精确性,以湖北省广泛种植的丰香与晶瑶2种草莓为研究对象,测定其糖度与水分值,采用高光谱成像系统采集其光谱数据,并对原始光谱进行反射率校正,通过采用各种不同的光谱预处理与特征信息提取方法对其进行分析比较,获得草莓糖度与水分的最佳光谱预处理与特征信息提取方法.结果表明:丰香草莓水分的最佳光谱预处理方式为"Savizky-Golay平滑-1阶导数-标准正态变换";丰香草莓糖度与晶瑶草莓水分的最佳光谱预处理方式均为"移动平均平滑-2阶导数-多元散射校正";晶瑶草莓糖度的最佳光谱预处理方式为"Savizky-Golay平滑-2阶导数-标准正态变换".采用光谱差异法与相关系数法相结合的方法对草莓光谱进行特征信息提取,综合了相关系数法的精确性与光谱差异法的直观性,避免复杂的运算,同时保证所选取的特征波长具有较好的代表性,最终将光谱维数从520降到80左右.     

部分相干光经色差光学透镜聚焦的光谱变化

基于部分相干光的传输理论,研究部分相干光通过一光阑限制的色差光学透镜聚焦后,聚焦光场的光谱特性．数值计算表明,适量的透镜色差就能使聚焦光场的光谱产生显著的变化,并且这种光谱变化还与入射光的空间相干度及光谱宽度有关．入射光的空间相干度越小,色差所引起的光谱位移越小;入射光的光谱宽度越窄,色差所引起的光谱位移也越小．     

结合FDA与NMF的高光谱数据解混方法

高光谱图像解混是遥感图像处理的重要技术之一．利用非负矩阵分解（NMF）进行高光谱图像解混是近年来发展起来的一种方法．这种解混方法假设光谱具有稳定的光谱特性;但实际上光谱经常是多变的,这个现象影响着解混的精度．为了减小这一影响,首先利用Fisher判别分析（FDA）对高光谱数据进行线性变换,而后利用变换后的高光谱数据提出了一种FDA与NMF相结合的高光谱数据解混方法．实验表明新方法能够有效地提高解混精度与效率．     

鄂尔多斯盆地延长组矿物成分的太赫兹光谱研究

鄂尔多斯盆地上三叠统延长组碎屑岩沉积是典型低渗透砂岩储集层,岩石成分的准确鉴定和定量分析是储层评价的基础.应用太赫兹时域光谱技术研究了延长组常见单矿物在0.1–1.7 THz的光谱特征及光学参数特征,在傅里叶变换的基础上表明不同单矿物在太赫兹波段的光谱特征差异显著.利用太赫兹光谱技术可以分析岩石中单矿物的含量.在此基础上,分析了延长组沉积岩太赫兹光谱特征及其与主要组分光谱特征间的关系,研究表明沉积岩太赫兹光谱与主要组分光谱之间符合Beer-Lambert定律,沉积岩的太赫兹光谱特征是其各个组分光谱叠合的综合效应.因此,研究者提出了线性回归方法,利用岩石组分及沉积岩的太赫兹光谱预测了延长组岩石组分含量.     

基于图像欧氏距离流形降维的端元提取算法

由于多重反射和散射,高光谱图像中的混合像元实际上是非线性光谱混合传统的端元提取算法是以线性光谱混合模型为基础,因此提取精度不高针对高光谱图像的非线性结构.本文提出了基于图像欧氏距离非线性降维的高光谱遥感图像端元提取方法该方法结合高光谱数据的物理特性,将图像欧氏距离引入局部切空间排列进行非线性降维以更好的去除高光谱数据集中冗余的空间信息和光谱维度信息,然后对降维后的数据利用寻找最大单形体体积的方法提取端元.真实高光谱数据实验表明,提出方法对高光谱图像端元提取具有良好的效果,性能优于线性降维的主成分分析算法和原始的局部切空间排列算法.