低损广谱石英

区别于普通光源，激光具有相干性高、单色性纯和方向性好等优点。因此，自激光问世以来，科学家们一直致力于激光参数极致调控的研究，以推动科学研究和工业应用的发展。其中，光谱纯度是决定激光相干性的关键因素。激光运转过程中自发辐射对其强度和相位的影响、泵浦源的功率抖动、谐振腔的温度变化和振动以及发光增益介质的晶格缺陷等原因都会对激光器的线宽进行展宽，从而降低输出激光的相干性。基于稳频控制的腔外伺服电学反馈技术和基于光子寿命延长的固定外腔光反馈技术是当前实现窄线宽激光输出的常用手段。腔外伺服电学反馈技术的核心是引入高稳定度频率基准参考源，固定外腔光反馈技术实现线宽压缩的程度有限，且不能自动匹配主腔激光波长的变化。因此如何在常态条件下实现激光线宽深度压缩的同时，还能自适应波长的变化具有重要的科学意义和工业应用价值。重庆大学朱涛教授团队从源头出发，系统深入地研究了超窄线宽激光的波长自适应光谱纯化机制，提出通过外部微弱的分布扰动信号来有效抑制激光腔的自发辐射，从而在常态条件下实现激光光谱深度纯化的思想。在此基础上提出了一种主腔结合弱分布反馈外腔的激光新构型，这种构型对光纤激光器、半导体激光器等具有增益类型的激光器均适用，并且弱分布反馈的方式可以通过连续波导实现连续的弱分布反馈，也可采用干涉结构如WGM等实现离散的弱分布反馈，其中弱分布反馈的物理过程可以是瑞利散射，也可以是构建的分布弱反射等。他们在论文中展现了半导体DFB激光器结合弱分布反馈的超窄线宽激光器，在常态条件下实现了十赫兹量级的自适应输出（理论上该线宽可以低至赫兹以下）。分布弱反馈深度压缩激光线宽的核心首先是减缓了激光腔内运转过程中自发辐射的耦合速率，从而大幅减小了激光本底线宽；其次是较弱的分布反馈可对激光腔中光子相位在时空域上进行自适应连续修正，避免了固定外腔反馈形成的激光相位突变和多纵模振荡，保证激光单纵模持续运转的同时可实现激光线宽的极致压缩。这项工作为在常态条件下实现自适应超高光谱纯度激光提供了有力的理论和实验基础。图1 激光光谱纯化原理图图2 光谱纯化及自适应动态演化过程该研究团队提出的思路和激光构型为改进和获得各种增益类型的高相干激光光源打开了新的视野，对实现其它激光参数的极致调控也具有重要的参考意义。目前，研究团队下一步将在高相干的基础上进一步研究激光时频空参数的极致调控，并推动激光精密测量领域向着精度更高、速度更快、范围更广的方向发展。该工作以“Ultra-high spectral purity laser derived from weak external distributed perturbation”为题发表在Opto-Electronic Advances （光电进展）2023年第2期。

玻璃中的羟基会严重影响玻璃的性能，即使羟基重量含量低于1%,它也会明显地影响玻璃的粘度、密度、折射率和热膨胀系数。同时,由于玻璃中羟基的存在,它将对某种波长的红外光波形成强烈的吸收,这对于光纤通讯中光学材料的选择是一个十分重要的问题。在电光源行业中,玻璃中羟基含量的高低是直接影响气体放电灯的质量。因此,需要严格监控玻璃中的羟基含量。此外，为了研究羟基含量与玻璃性能之间的关系，以便为设计与制造具有一定特性的玻璃提供必要的数据,这也需要定量地测定玻璃中羟基的含量。你知道吗？利用红外光谱仪可以快速、准确地检测石英玻璃中的羟基含量！这是怎么做到的呢？让我们一起来揭开这个谜底。红外光谱仪是一种神奇的科学仪器，它能够通过测量样品对红外光的吸收情况，分析出样品的化学成分和结构信息。测定玻璃中羟基含量的方法有两类:一、水的热除气法 二、光谱法。比较这两类方法,光谱法更具有其优越性,该法在测试过程中,玻璃内所有羟基都将被探测,但该法需要已知羟基含量的校准标准。对于石英玻璃来说，其中的羟基会在特定的红外波长范围内产生吸收峰。通过检测这些吸收峰的强度和位置，我们就能分析出石英玻璃中羟基的含量。在水晶或者石英玻璃行业做相关分析的老师如何需要了解具体方案可以联系能谱科技，我们将给您一套完整的解决方案！

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光谱电化学（SEC）测量在分析化学中起着至关重要的作用，利用透明或半透明电极对电化学过程进行光学分析。电化学读数提供了有关电极状态的信息，而透射光谱的变化有助于识别电化学反应的产物。 据麦姆斯咨询报道，近日，波兰华沙理工大学（Warsaw University of Technology）的研究人员开发了一种增强型光谱电化学装置，其中，基于双域（光学和电化学）光纤的传感器直接用作工作电极，同时像光谱电化学一样单独测量分析物的光学特性。该传感器采用反射（探针状）配置，其中只有短纤芯部分涂有氧化铟锡（ITO）并浸入分析物中。对ITO纳米涂层的性能进行了优化，以满足在期望的反射光谱范围内获得损失模式共振（LMR）的条件。基于LMR和分光光度计的测量在单独的光路中进行。这产生了一种具有电化学激活的两个垂直定向光谱通道的新形式。相关研究成果以“Enhanced spectroelectrochemistry with lossy-mode resonance optical fiber sensor”为题发表在Scientific Reports期刊上。 在这项工作中，ITO-LMR传感器是基于聚合物包层的石英（PCS，芯径 = 380 μm）多模光纤。由于传感器设计为反射（探针状）配置以有效地引导在光纤端面之一处反射的光，因此使用直流磁控溅射技术在其中一个光纤端面上沉积一层铝膜。必须注意的是，只有当LMR传感器用作工作电极时，传感器/电极的光学询问（通道2中的光学测量）才是可能的，而当使用铂网或ITO涂覆的载玻片时则不可能。增强型SEC装置（LMR传感器作为工作电极）的示意图 增强型SEC装置提供了三种类型的询问读数：电化学测量、与分析物体积相对应的光谱分析（类似于标准SEC）、反映传感器/电极表面状态的LMR光谱分析。在每个询问路径中，分别用铁氰化钾和亚甲基蓝两种氧化还原反应探针进行循环伏安法（CV）实验。随后，在传感器的计时电流（CA）测量期间进行同步测量，并检查读数之间的相互关系。（A）铁氰化钾和亚甲基蓝溶液中LMR传感器的CV扫描；（B）LMR光谱的演变，其中施加电压以诱导氧化还原探针的氧化和还原；（C）计时电流响应，显示LMR传感器在亚甲基蓝溶液中的可重复响应。LMR传感器支持的增强型SEC配置中的多步电流法测量结果（铁氰化钾作为氧化还原探针）LMR传感器支持的增强型SEC配置中的多步电流法测量结果（亚甲基蓝作为氧化还原探针） 总而言之，研究人员开发了一种基于ITO的损失模式共振光纤传感器的增强型光谱电化学测量系统。由于ITO膜的优化厚度和光学性质，在光学域中观察到了LMR，而ITO的电学性质允许将传感器也用作电化学装置中的工作电极。通过检测两种氧化还原探针，即铁氰化钾和亚甲基蓝，证明了该方法。由于LMR强烈地依赖于外部介质的属性和传感器表面发生的变化，因此外加电压的变化会引起共振波长的移动以及特定波长的透射。此外，外加电压引起的变化具有高度可逆性。与标准工作电极相比，“针状”形式的传感器结构紧凑，因此在测量系统内传感器的放置方面提供了很大的灵活性，并能够减小分析样品的体积。此外，这种传感器的制造具有可扩展性，高度可重复性和低成本。利用ITO-LMR增强型光谱电化学装置，增加了关于工作电极表面状态、氧化还原反应本身的信息，并交叉验证了获得的结果，从而提高了分析的灵敏度。这种三通道系统将来可以应用于其他分析，也可以应用于需要使用便携式系统的传感应用。论文信息：https://www.nature.com/articles/s41598-023-42853-0延伸阅读：

近期，中国科学院上海光学精密机械研究所科技考古中心与湖北省博物馆、湖北省考古研究所密切合作，采用高性能便携式激光共焦显微拉曼光谱仪和便携式X射线荧光光谱仪对著名的曾侯乙墓出土的战国早期蜻蜓眼玻璃珠成功进行了原位无损检测。 　　光谱仪是将成分复杂的光分解为光谱线的科学仪器，由棱镜或衍射光栅等构成，利用光谱仪可测量物体表面反射的光线。阳光中的七色光是肉眼能分的部分可见光，但若通过光谱仪将阳光分解，按波长排列，可见光只占光谱中很小的范围，其余都是肉眼无法分辨的光谱，如红外线、微波、紫外线、X射线等等。通过光谱仪对光信息的抓取、以照相底片显影，或电脑化自动显示数值仪器显示和分析，从而测知物品中含有何种元素。这种技术被广泛地应用于空气污染、水污染、食品卫生、金属工业等的检测中。此次光谱仪成功用于著名的曾侯乙墓出土的战国早期蜻蜓眼玻璃珠原位无损检测。 　　该项研究确定了这些精美的玻璃珠属于钠钙硅酸盐玻璃体系，采用锑基、锡基化合物作为着色剂/乳浊剂，符合西方常用玻璃的化学成分体系和制作工艺特征，与兴盛于我国战国时期的铅钡玻璃不同。 　　结合器型、纹饰的分析结果，研究认为，此次检测的蜻蜓眼玻璃珠的制作技术应该是多元化的，且可能来自于古埃及或东地中海沿岸地区的彼此之间有相互交流的不同制作中心。这一发现为古代丝绸之路上与古代玻璃相关的经济文化交流提供了新的证据。 　　鉴于便携式光学与光谱学方法的优势及其广阔的应用前景，上海光机所科技考古中心目前已成功将多种分析技术应用于对中国新疆拜城克孜尔、河南淅川、湖北江陵、广西合浦等地区出土的古代玻璃化学成分、锑基、锡基乳浊剂/着色剂以及原材料残余物等的相关研究中，确定了我国出土的春秋、战国至唐、宋时期的钠钙玻璃与西方同类制品中锑基和锡基着色剂、乳浊剂出现的时间顺序基本一致。相关研究成果目前已在《中国科学》、Journal of Archaeomety Science、Archaeometry、Microscopy Researchand TechNIque、Journal of Raman Spectroscopy、Journal of X-Ray Spectrometry等多个学术期刊中公开发表。 　　古代玻璃、青铜和陶瓷都曾在人类文明发展过程中发挥过重要作用，而新兴科学技术的应用将有助于探索古代玻璃中所蕴藏的奥秘，为中、西方政治、经济、文化交流提供重要信息。该研究受上海市公共研发平台项目、科技部973项目以及科技部国家科技支撑计划项目的支持。 　　中国是文物大国，但却并非文物保护强国。一直以来，国内物质文化遗产科学研究和保护的总体形势极为严峻，如何利用科学技术更好的为文化遗产保护服务?应建立物质文物保护的科技支撑体系，该项研究顺应我国物质文化遗产领域对文物保护和科学研究仪器装备的具体需求，对加强国内物质文化遗产领域的信息交流有着重大意义。

目前，拉曼光谱技术已经在食品、医药、化工、材料等多个领域获得了广泛的应用。其应用在肉品品质检测中时多会受到多种信号干扰，部分指标检测需要联合SERS技术，本文邀请到了中国肉类食品综合研究中心白京老师向大家介绍拉曼光谱在冷冻肉中的应用。1、 简介冷冻肉品是当前最常见的原料肉贮藏品类，其一般是指畜肉宰杀后，经预冷、排酸、速冻（-28℃至-40℃ ），继而在-18℃以下储存，深层肉温达-6℃以下的肉品。冷冻猪肉在贮藏过程中，蛋白氧化、脂肪氧化和微生物及冰晶的传热传质等会大大降低其感官品质、食用品质及加工性能。目前，在冷冻肉贮藏流通过程中对其品质的评判主要是通过感官评定或相关理化指标检测，但是这些评判方法需要耗费大量人力物力，易受主观影响，准确度较低，不适合大宗贮藏批量交易的检验要求，亟需开发冷冻肉品质的无损快速检测方法。拉曼光谱技术具有快速、原位、无损伤检测等优点，在食品领域的应用研究受到了广泛关注。2、 拉曼光谱无损快速技术研究理论基础当激发光的光子与物质分子相碰撞，可产生弹性碰撞和非弹性碰撞。在弹性碰撞中二者未发生能量交换，光子频率不变，这种散射现象称为瑞利散射。在非弹射碰撞过程中，光子与分子有能量交换，光子转移一部分能量给散射分子，或从散射分子中吸收一部分能量，从而使其频率改变，这种分子对光子的非弹射散射效应即是拉曼散射。由于不同的化学键或基团有不同的能量改变，并产生相应的光子频率变化，故根据光子频率变化即可判断分子中所含的化学键或基团，此为拉曼光谱技术。散射光频率与入射光频率差值即为拉曼位移。图1拉曼散射原理3、 拉曼光谱技术在肉中的应用基础及现状肉品的物质组成、含量及其在贮存加工过程中蛋白质二级结构的变化能通过拉曼位移直接反应，主要体现在酰胺Ⅰ带：1645cm-1~1685cm-1（结构：α-螺旋： 1650cm-1~1658cm-1；β-折叠： 1665cm-1~1680cm-1；β-转角： 1680cm-1；无规则卷曲： 1660cm-1~1665cm-1）和酰胺Ⅲ带：1200cm-1~1235cm-1，其分子结构来自色氨酸等多种氨基酸、C=CN等基团、C=C基团和C-H相关基团等。另外，肉品脂质饱和程度在1260、1264、1290、1438、1445、1656、1658、1745 cm-1等拉曼位移处有直接体现，分子结构来自C=H形变、C=H扭转振动、=CH2剪振、=CH2形变、C=C拉伸和C=O等。目前拉曼光谱技术作为一种指纹识别图谱，在肉品领域应用主要集中在加工品质（pH值、嫩度、肉色、保水性）、营养品质（脂肪含量、脂肪酸含量）、安全品质（食源性致病菌、兽药残留（结合表面增强拉曼光谱））和掺假分析（牛肉中掺假马肉、鸭肉等）中。但因为肉品组成成分复杂，肉品拉曼光谱数据量较大且复杂，因此多需要结合化学计量学方法提取相关特征信息4、 拉曼光谱无损快速检测技术在冷冻肉中的应用-以酸价、过氧化值检测为例冷冻肉蛋白氧化可以直接引发肉质变色，脂肪氧化使其营养、味道、质构和外观发生改变，蛋白氧化程度和脂肪氧化程度是评价冷冻肉贮藏期内品质变化的重要指标。酸价是评价猪肉脂质水解的指标，可以综合反映脂质水解氧化程度，过氧化值是反映油脂和脂质氧化状态的最常见指标之一。本研究实例基于拉曼光谱技术和化学计量学技术研究冷冻猪肉在冷冻贮藏过程中的酸价和过氧化值的变化，从脂肪氧化角度研究冷冻猪肉在贮藏过程中的变化规律，建立拉曼光谱快速预测冷冻猪肉酸价和过氧化值的快速无损检测方法，为快速预测判断冷冻猪肉品质和贮藏时间提供一定技术支撑。具体地，对宰后冷却成熟胴体分割取下猪IV号肉，并将其分成750±100g的样品，用保鲜膜进行密封包装，在-30℃环境下进行快速冻结，并立即在相对湿度90%~95%、温度-18℃以下的冷藏库中储存，冷藏库温度一昼夜升降幅度不超过1℃。选取冷冻猪IV号肉贮藏过程中的不同时间点进行检测，以冻结后入冷藏库前作为0d，分别选取0、30、60、90、120、150、180、210、240、270、300、330、360 d 13个时间点进行酸价、过氧化值检测和拉曼光谱检测。如下图为样品表面脂质拉曼光谱预处理后的平均值和最大值、最小值光谱曲线。样品表面脂肪的拉曼特征峰集中在1000-1800cm-1和2800cm-1附近，其中1064和1124cm-1为C-C键伸缩振动，1300cm-1为CH2弯曲振动，1443cm-1为CH2剪切振动，1658cm-1为C=C伸缩振动，1745cm-1为C=O伸缩振动，2725、2834和2860cm-1为CH3的对称振动，这些均为饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸的特征峰，可以表征脂肪的饱和程度，在一定程度上反映脂肪的氧化程度可以看出在特征峰位置上，拉曼强度在特征峰位置上与酸价和过氧化值大小呈现一定相关性。本研究中，酸价和过氧化值最大值和最小值分别对应同一个样品。经比较原始光谱、经过airPLS、SG-5点平滑、SNV、SG-5点平滑+airPLS、SNV+airPLS预处理后光谱经PLSR建模分析发现，经过SNV+airPLS预处理后的酸价、过氧化值PLSR预测模型效果最好。对经过SNV和airPLS预处理的拉曼光谱数据应用CARS算法，选取特征拉曼位移，建立CARS-PLSR的特征拉曼位移处的拉曼强度预测酸价和过氧化值模型。随着样品运行次数的增加，单个酸价值和过氧化值的PLSR模型保留的样品拉曼位移变量数逐渐减少，且减少的速度由高到低，表明变量筛选过程是粗筛到细筛的。当运行次数达到一定值时（酸价值运行38次，过氧化值运行35次），与预测酸价值和过氧化值的大量无关拉曼位移变量被剔除，交叉验证均方根误差（RMSECV）值最小，表明PLSR模型的预测能力最强，最终选取出变量子集和酸价值、过氧化值预测相关的特征拉曼位移变量，分别为53和58个拉曼位移变量，分别为总变量数的2.93%和3.21%。可以看出，预测酸价和过氧化值的特征变量分别集中在495、1064、1124、1300、1443、1658、2834、2860 cm-1和1064、1124、1300、1443、2834、2860 cm-1拉曼位移附近，表明1064、1124、1300、1443、2834、2860cm-1拉曼位移处代表的信息（C-C键伸缩振动、CH2弯曲振动、CH2剪切振动和CH3的对称振动）均对预测酸价和过氧化值变化贡献较大，但495 cm-1和1658cm-1处代表的COC的对称变形和C=C伸缩振动仅对酸价的预测贡献较大。CARS筛选拉曼特征变量CARS-PLSR预测酸价和过氧化值结果5、 小结拉曼光谱作为一种分子散射光谱，在肉品品质检测方面具有无损、快速、指纹性、半定量的优势，但其应用环境较为复杂，需要应用多种分析方法，有效提取特征信息，以便提高拉曼光谱检测肉品品质指标的准确性，扩大应用范围。作者简介中国肉类食品综合研究中心动物源性食品研究部工程师，长期致力于生鲜肉品快速无损检测研究，参与多项“十三五”、“十四五”国家重点研发计划项目，发表相关论文10余篇，申请发明专利10余件，登记软件著作版权3项，参与制订国家标准《GB/T 41366-2022畜禽肉品质检测 水分、蛋白质、脂肪含量的测定 近红外法》等多项标准。

Recently, a collaborative research team from Information Materials and Intelligent Sensing Laboratory of Anhui Province, Key Laboratory of Opto-Electronic Information Acquisition and Manipulation of Ministry of Education, and Shandong Normal University published a research paper titled Optimized adaptive Savitzky-Golay filtering algorithm based on deeplearning network for absorption spectroscopy.近日，来自安徽大学、山东师范大学联合研究团队发表了一篇题为Optimized adaptive Savitzky-Golay filtering algorithm based on deeplearning network for absorption spectroscopy的研究论文。研究背景 Research BackgroundNitrogen oxide (NO2) is a major pollutant in the atmosphere,resulting from natural lighting, exhaust, and industrial emissions. Short- and long-term exposure to NO2 is linked with an increased risk of respiratory problems. Secondary pollutants produced by NO2 in the atmosphere can cause photochemical smog and acid rain. Laser spectroscopy such as absorption spectroscopy, fluorescence spectrum, and Raman spectrum play progressively essential roles in physics, chemistry, biology, and material science. It offers a powerful platform for tracing gas analysis with extremely high sensitivity, selectivity, and fast response. Laser absorption spectroscopy has been used for quantitative analysis of NO2. However, the measured gas absorption spectra data are usually contaminated by various noise, such as random and coherent noises, which can warp the valid absorption spectrum and affect the detection sensitivity.氮氧化物（NO2）是大气中的主要污染物，源自自然光照、排放和工业排放。长时间暴露于NO2与呼吸问题的风险增加有关。NO2在大气中产生的二次污染物可能导致光化学烟雾和酸雨。激光光谱学，如吸收光谱、荧光光谱和拉曼光谱，在物理学、化学、生物学和材料科学中发挥着日益重要的作用。它为追踪具有极高灵敏度、选择性和快速响应的气体分析提供了强大的平台。激光吸收光谱已被用于NO2的定量分析。然而，测得的气体吸收光谱数据通常受到各种噪声的污染，如随机和相干噪声，这可能扭曲有效吸收光谱并影响检测灵敏度。The Savitzky–Golay (S–G) filtering algorithm has recently attracted attention for spectral filtering because it has fewer parameters, faster operating speed, and preserves the height and shape of spectra. Moreover, the derivatives and smoothed spectra can be calculated in a simple step. Rivolo and Nagel developed an adaptive S–G smoothing algorithm that point wise selects the best filter parameters. With simple multivariate thresholding methods, the S–G filter can remove all types of noises in continuous glucose monitoring (CGM) signal and further process for detecting hypo/hyperglycemic events. The S–G smoothing filter is widely used to smooth the spectrum of the Fourier transform infrared spectrum that can eliminate random seismic noise, remote sensing image merging, and process pulse wave.最近，Savitzky-Golay（S-G）滤波算法因其参数较少、操作速度较快且保留了光谱的高度和形状而受到关注。此外，可以在一个简单的步骤中计算导数和平滑的光谱。Rivolo和Nagel开发了一种自适应S-G平滑算法，逐点选择最佳滤波参数。通过简单的多变量阈值方法，S-G滤波器可以去除连续葡萄糖监测（CGM）信号中的所有类型噪声，并进一步用于检测低血糖/高血糖事件。S-G平滑滤波器广泛用于平滑傅立叶变换红外光谱的光谱，可消除随机地震噪声、遥感图像融合和脉动波的处理。The performance of S–G smoothing filter depends on the proper compromise of the polynomial order and window size. However,the noise sources and absorption spectra are unknown in a real application. Obtaining the optimal filtering effect with fixed window size and polynomial degree is difficult. To address this issue,we proposed an optimized adaptive S–G algorithm that combined the deep learning (DL) network with traditional S–G filtering to improve the measurement system performance. S–G 平滑滤波器的性能取决于多项式阶数和窗口大小的适当折中。然而，在实际应用中，噪声源和吸收光谱是未知的。在固定的窗口大小和多项式阶数下获得最佳的滤波效果是困难的。为解决这个问题，我们提出了一种优化的自适应S-G算法，将深度学习（DL）网络与传统的S-G滤波结合起来，以提高测量系统的性能。实验设置Experimental setupFig. 1 presents the experimental setup, which consists of anoptical source, a multi-pass cell with a gas pressure controller, a series of mirrors, a detector, and a computer. The laser source is a thermoelectrically cooled continuous-wave room-temperature quantum cascade laser (QC-Qube&trade , HealthyPhoton Co., Ltd.),which works with a maximum peak output power of 30 mW controlled by temperature controllers and operates at ~6.2 mm driven by current controllers. The radiation of QCL passes through theCaF2 mirror is co-aligned with the trace laser (visible red light at632.8 nm) using a zinc selenide (ZnSe) beam splitter. The beams go into the multipass cell with an effective optical path length of2 m, the pressure in multipass cell is controlled using the flow controller (Alicat Scientific, Inc, KM3100) and diaphragm pump (Pfeiffer Vacuum, MVP 010–3 DC) in the inlet and outlet of gas cell,respectively. A triangular wave at a typical frequency of 100 Hzis used as a scanning signal. The wave number is tuned from1630.1 to 1630.42 cm 1 at a temperature of 296 K. The signal is detected using a thermoelectric cooled mercury cadmium telluride detector (Vigo, VI-4TE-5), which uses a 75-mm focal-length planoconvex lens. A DAQ card detector (National Instruments, USB-6259) is placed next to detector to transmit the data to the computer, and the data is analyzed by the LabVIEW program in real time.图1展示了实验设置，包括光源、带有气体压力控制器的多通道吸收池、一系列镜子、探测器和计算机。Fig. 1. Experimental device diagram.宁波海尔欣光电科技有限公司为此项目提供了量子级联激光器（型号：QC-Qube&trade 全功能迷你量子级联激光发射头）。激光器由温度控制器控制，最大峰值输出功率为30 mW，由电流控制器控制，工作在~6.2 mm，通过钙氟化物（CaF2）镜子的辐射与追踪激光（可见红光，波长632.8 nm）共线，使用氧化锌硒（ZnSe）分束器。光束进入具有2 m有效光程的多通道池，通过流量控制器和气体池入口和出口的隔膜泵控制池中的压力。典型频率为100 Hz的三角波用作扫描信号。在296 K的温度下，波数从1630.1调至1630.42 cm-1。使用热电冷却的汞镉镓探测器进行信号检测，该探测器使用75 mm焦距的平凸透镜。DAQ卡探测器放置在探测器旁边，将数据传输到计算机，数据由LabVIEW程序进行实时分析。QC-Qube&trade , HealthyPhoton Co., Ltd.Fig. 2. Simulation of the NO2 gas absorption spectra of the ASGF and MAF algorithms (under the background of Gaussian noise), and the filtered results and the SNRs of different filtering methods.Fig. 3. Simulation of the NO2 gas absorption spectra of the two filtering algorithms (under the background of Non-Gaussian noise), and the filtered results of different filtering methods.结论ConclusionAn improved Savitzky–Golay (S–G) filtering algorithm was developed to denoise the absorption spectroscopy of nitrogen oxide (NO2). A deep learning (DL) network was introduced to the traditional S–G filtering algorithm to adjust the window size and polynomial order in real time. The self-adjusting and follow-up actions of DL network can effectively solve the blindness of selecting the input filter parameters in digital signal processing. The developed adaptive S–G filter algorithm is compared with the multisignal averaging filtering (MAF) algorithm to demonstrate its performance. The optimized S–G filtering algorithm is used to detect NO2 in a mid-quantum-cascade-laser (QCL) based gas sensor system. A sensitivity enhancement factor of 5 is obtained, indicating that the newly developed algorithm can generate a high-quality gas absorption spectrum for applications such as atmospheric environmental monitoring and exhaled breath detection.在这项研究中，我们开发了一种改进的Savitzky-Golay（S-G）滤波算法，用于去噪氮氧化物（NO2）的吸收光谱。我们引入了深度学习（DL）网络到传统的S-G滤波算法中，以实时调整窗口大小和多项式阶数。DL网络的自适应和跟踪反馈能够有效解决数字信号处理中选择输入滤波器参数的盲目性。我们将优化后的自适应S-G滤波算法与多信号平均滤波（MAF）算法进行比较，以展示其性能。优化后的S-G滤波算法被用于检测氮氧化物在基于中量子级联激光器（QCL）的气体传感器系统中的应用。实验结果表明，该算法获得了5倍的灵敏度增强，表明新开发的算法可以生成高质量的气体吸收光谱，适用于大气环境监测和呼吸气检测等应用。reference参考来源：Optimized adaptive Savitzky-Golay filtering algorithm based on deeplearning network for absorption spectroscopy,Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy 263 (2021) 120187

近日，芬兰阿尔托大学（Aalto University）孙志培院士团队和上海交通大学蔡伟伟教授团队，浙江大学杨宗银教授团队，四川大学崔汉骁教授团队，以及英国剑桥大学的Tawfique Hasan教授团队等合作开发了一种基于可调范德华异质结的高性能超微型光谱仪，尺寸仅为数微米。通过学习该异质结在不同栅极电压下的光电流响应，结合先进的重构算法，研究人员在可见光和近红外波段突破性地实现了~0.36纳米的窄带光谱准确度，以及~3纳米的宽带光谱分辨率。该新型光谱仪不仅无需传统光谱仪中的光栅，光电探测器阵列等复杂器件和结构，还具有极高的准确度和分辨率。该工作不仅为高性能光谱仪的微型化提供了全新的思路，也为大规模片上光子系统集成，芯片实验室等先进技术实现了重要基础性突破。相关研究成果于近日以题为“Miniaturized spectrometers with a tunable van der Waals junction”的研究论文形式在线发表于Science期刊。计算光谱仪的性能取决于其波长依赖性光响应度的可变性。vdW结的界面带取向的电调谐（图1A）可实现可控和独特的层间传输。这种电可控的层间传输允许在宽光谱范围上具有高灵敏度和可变性的可调谐光谱响应（图1A）。作者将电可调谐的单vdW结与各种应用的计算重建算法相结合（图1B）。为了在实验上实现光谱仪概念，作者进行了以下三个步骤（图1）：（i）使用多个已知入射光谱测量门可调谐光谱响应，（ii）测量待分析的未知入射光的门可调光电流，以及（iii）根据学习和测试过程中获得的结果，使用重构算法计算未知入射光的光谱信息。图1 超小型化光谱仪概念在不同的栅极电压和入射光波长下调谐对光谱仪至关重要。作者选择MoS 2/Se 2异质结（图2A）作为例子。MoS 2/Se 2异质结被顶部和底部的六方氮化硼（h-BN）层所封装，分别用于绝缘和钝化。堆叠层下面的单层石墨烯薄膜被用作局部栅极电极，用于有效的栅极调谐。MoS 2/Se 2通道及其异质结的传输曲线是在黑暗条件下漏源电压为3V时测量的（图2B）。MoS 2/Se 2异质结的 "反双极 "行为和其他传输特性是MoS 2/Se 2异质结的典型特征，提供了明显可区分的V GS依赖性。测量的MoS 2/Se 2异质结的传输曲线表明有很强的波长依赖性（图2c）。光谱响应矩阵（图2D）从跨越可调谐的MoS 2/Se 2异质结产生的光激发电荷载流子的动力学中继承了丰富的结构，证实了在MoS 2/Se 2异质结中具有快速和稳定的光谱检测与可调谐能力。在编码这个光谱响应矩阵（图2D）后，就可以通过测量未知入射光的门控可调谐光电流，然后计算其约束最小二乘解，以使用自适应吉洪诺夫正则化方法通过最小化具有正则化因子的残余范数来重建光谱。并证明了单结光谱仪概念的可行性（图2E和F）。图2 单结光谱演示在实际应用中，波长分辨能力是衡量光谱仪的一个重要标准。为了证明此单结超微型光谱仪的高光谱分辨率能力，作者通过一个超小的学习步骤（0.1纳米）构建一个高密度的光谱响应矩阵，使用波长为675至685纳米的单色光进行学习过程（图3A）。此单结光谱仪由高密度光谱响应矩阵编码，可以高精度地分辨单色光（图3，B和C）。重建光谱和参考光谱之间的平均峰值波长差（Δλ）为∼0.36±0.06纳米，最小为∼0.04纳米（图3D）。这与0.1 nm的学习步骤相当。在给定的输入波长λ下，平均波长分辨率是∼3470（图3D）。此外，作者测量复杂的入射光谱以研究光谱分辨率。成功区分了∼679 nm处相隔∼3 nm的两个峰（图3E）。为了说明单结光谱仪的未来发展可能性，作者还证明此方法具有改进的光响应性的潜力，可实现比商用小型化光谱仪更高的分辨率（图3F）。图 3.高性能波长分辨功率和光谱分辨率此单结光谱仪可以从最近开发的大规模2D材料合成中受益，以构建用于未来光谱成像的阵列。使用此光谱仪通过空间扫描演示了由红色、蓝色和透明区域组成的彩色滤光片的概念验证光谱成像（图4A）。在每个映射位置，测得不同V GS处的光电流数据一般事务记录在空间响应数据立方体中，用于光谱重建。在不同V GS下扫描的一系列光电流映射数据被显示出来（图4B）并转换为在不同波长下重建的一系列光谱数据（图4C）。在此演示中，图像分辨率由映射步骤定义。此概念在未来的阵列设备进行大规模光谱成像方面具有巨大的潜力，可以在微米或纳米尺度的结中提供高空间分辨率。图 4. 光谱成像的概念验证演示在此光谱仪中，无需光电探测器阵列、滤光片阵列或其他笨重的色散元件即可实现高分辨率、亚纳米级精度和宽工作带宽。作者的单结光谱仪占地面积小，可提供与当前光子集成电路和CMOS兼容工艺的可扩展性和兼容性，从而直接集成到现代智能手机、芯片实验室系统以及从生物植入物到无人机和卫星等其他定制设备中。本文所报道的范德华异质结光谱仪，简化了传统光谱仪中为实现高性能所采用的复杂光电探测器阵列，滤波器阵列，以及其他复杂的分光、色散结构和元件，使光谱仪尺寸缩小到微米量级；利用异质结栅压可调光谱响应的特性及计算重构算法，实现了极高的光谱准确度和分辨率。该工作是一项重要的基础性突破，将为大规模片上光子系统集成，芯片实验室等先进技术的小型化提供高性能解决方案。

三星堆遗址是一处距今5000年至3000年左右的古蜀文化遗址，是迄今为止西南地区面积最大、出土文物最为丰富的新石器时代至商周时期遗址。35年前，三星堆一、二号坑的发现，让古蜀文明一醒惊天下。如今，三星堆再次被“唤醒”，历时5个多月的第37次挖掘，已经从新发现的6个祭祀坑中出土黄金面具残片、鸟型金饰片、金箔、巨型青铜面具、青铜神树、象牙和玉石器等500多件。亮点：科技考古与文物保护紧密结合 不同于上世纪80年代的抢救性发掘，本次发掘有众多高科技助力，更是多学科、“多兵种”集团作战。比如发掘现场修建了可实时显示温湿度颇具未来感的考古舱，避免了文物露天发掘可能导致的氧化、风吹雨淋等破坏。 布鲁克光谱仪器部与北大考古学院合作，对本次挖掘出土和挖掘现场的玉石器进行了测试分析。三星堆遗址中出土的大量玉器，尤其以玉章、有领玉璧和各种材质的珠环配饰为特色。其中质料包含了硅质岩、石英岩、蛇纹石、透闪石、阳起石等拉曼光谱 拉曼光谱作为一种无损、非破坏性的分析技术，已被广泛应用在考古文物的材料鉴定和研究领域中。但拉曼光谱仪在实际的文物测试时，却遭遇到了高荧光的困扰，无法对很多文物样品进行分析。布鲁克最新一代手持式拉曼光谱仪BRAVO，作为唯一一款带有双激光器的手持拉曼产品，采用连续移频专利技术SSETM，可最大程度的消除或降低样品的荧光干扰，使其突破了拉曼光谱仪在文物领域的使用限制。为文物出土前的快速鉴定分析提供了有效的技术支撑。布鲁克手持拉曼对三星堆馆藏玉石器进行测试（图片来源于北大考古学院）红外光谱 红外光谱作为一种成熟的分子光谱技术，相比于拉曼光谱技术具有谱图信息丰富、谱库种类齐全和不受荧光干扰等优点，也同样被广泛应用在考古文物的材料鉴定和研究领域中。布鲁克最新A4纸大小的便携式红外光谱仪ALPHA II， 也被用于此次三星堆出土文物的测试。显微红外 四川省文物考古研究院作为本次挖掘的主要单位，在年初还采购了目前最先进的一体式显微红外光谱仪，也就是布鲁克一体式显微红外光谱仪Lumos II (带布鲁克独家的焦平面阵列检测器，兼具最快成像速度和最高空间分辨率)，用于出土的各种文物的深入研究分析。目前国内的主要文博系统都采购有布鲁克显微红外光谱仪，比如故宫博物院、秦始皇帝陵博物院、河南省博物馆等。布鲁克文物考古行业解决方案BRAVO双激光手持拉曼光谱仪布鲁克BRAVO是目前市面上唯一一款双激光器手持拉曼光谱仪，基于双激光的连续移频激发SSETM专利技术不仅能够最有效的消除或减弱各类高荧光物质的干扰，也能扩大测试的波数范围，获得更丰富的物质信息，有利于进一步的分析。特点：SSETM荧光自动扣除专利技术Duo LASERTM双激发波长内置式波数校准IntelliTipTM自动识别测试头直观和向导式的智能触屏操作自动批量扫描报告无线数据传输ALPHA II智能型傅立叶变换红外光谱仪 ALPHA II是布鲁克最新一代紧凑智能型傅里叶变换红外光谱仪，得益于高稳定性的光源和检测器等技术创新，加上外形小巧、对震动非常不敏感、可集成触屏式平板电脑。因此，可直接在现场使用。特点：集成设计、坚固耐用的紧凑型傅里叶变换红外光谱仪流畅的触屏操作，直观的软件界面，甚至适合新手操作成本低，高质量的元器件，长寿命、低功耗配置各种专门设计的、可更换的采样模块，满足任何应用需求诸多智能系统，确保仪器可靠性LUMOS II一体式显微红外光谱仪 LUMOS II是布鲁克最新发布的一体式全自动显微红外光谱仪，也是目前市面上最高端的一体式显微红外光谱仪。其嵌入式ATR附件以及独家的超快速度、超高空间分辨率的焦平面阵列(FPA)检测器，可以确保高效轻松完成所有显微红外测试和大面积红外成像测试。特点：出色的FPA成像性能高清光谱、可视化数据面扫描和FPA成像模式下的超快数据采集：快速覆盖大样品区域ATR、透射和反射模式下的FTIR成像高灵敏度，无需液氮向导式软件测量支持初学者和专家工作距离大，可轻松进入样品台：方便处理厚度达40mm的大体积样品大视野，卓越的视觉品质：绝不错过感兴趣的区域所有硬件完全由电机驱动，软件控制透射、反射和ATR三种测量模式下的全自动测量

作者：文军▼作为一个历史悠久的文明古国，中国古代壁画、彩塑、陶瓷、漆器、雕刻、字画等艺术品文物数不胜数，这些流传下来艺术品文物中使用了大量不同色彩、不同成分的颜料。由于颜料的使用具有鲜明的时代特征和显著的地域特点，因此对不同时期和地域出土的艺术品进行分析，其结果能为艺术品文物的鉴定、辨伪、断代、产地、价值评估、加工工艺以及时间演化提供科学依据，可以为预防颜料变色及对文物进行保护提供相应的科学依据，为其保护和修复提供重要建议。▲一幅画中多种色彩的颜料其中拉曼光谱技术就是一种相对而言较为成熟的分析技术。与其它分析技术相比，拉曼测量是一种非接触无损检测，这种检测对样品的形态没有任何要求，也不需要特殊制备，检测过程中需要的样品量也很少，并且对样品没有任何破坏作用；还可以进行在位测量。目前已经有大量已知样品的拉曼光谱数据可供比对、参考。这些优势使得拉曼光谱成为颜料分析中不可替代的“利器”。拉曼光谱检测颜料小案例1北魏墓彩绘陶俑颜料的拉曼光谱分析▲ 北魏墓葬出土彩绘陶俑在对洛阳北魏吕达、吕仁父子墓葬的考古发掘中，共出土了69件彩绘陶俑。研究人员利用HORIBA HR 800型显微拉曼光谱仪,对彩绘陶俑的颜料进行了分析，在彩绘陶俑上发现了青金石颜料（资料显示，青金石是通过“丝绸之路”从阿富汗传入中国），这对于研究北魏迁都洛阳后，以洛阳为中心、经由丝绸之路的东西方贸易和文化交流，具有很重要的考古价值。研究人员使用514.5 nm及785 nm激发光源，同时选择适当的实验参数，在得到了全部颜料的拉曼光谱后，与标准颜料样品拉曼光谱进行比较分析，识别出了其颜料的成分。红色颜料为赤铁矿，黑色颜料为碳黑，白色颜料为白垩，蓝色颜料为青金石。2明代墓葬壁画颜料的拉曼光谱分析 ▲ 济源明代古墓葬出土壁画在济源市明代古墓葬的考古发掘中，研究人员发现了大量的精美壁画。根据保护方案，需要对壁画进行清理和修复。研究人员通过使用HORIBA HR 800型显微拉曼光谱仪对壁画的颜料以及壁画表面结晶物质进行分析(激发光源使用了325 nm、514.5 nm以及785 nm波长激光器)，成功识别出壁画所使用的红色、绿色、黑色和黄色颜料的显色成分（红色颜料为赤铁矿和朱砂两种，绿色颜料为石绿，黑色颜料为碳黑，黄色颜料为黄赭石）。其中出现在壁画表面的结晶物为石灰质地仗层中的碳酸钙在地下水作用下，透过颜料层在壁画表面重新结晶而形成的。这些结果对于研究中国古代美术史以及下一步对壁画进行修复和保护具有重要的意义。壁画上红色颜料以及标准朱砂和赤铁矿的拉曼光谱, 785nm激光激发壁画上绿色颜料以及标准孔雀石的拉曼光谱,514.5 nm激光激发壁画上黑色颜料的拉曼光谱, 325 nm激光激壁画上黄色颜料以及标准黄赭石的拉曼光谱, 785nm激光激发壁画表面结晶物以及地仗层的拉曼光谱, 785nm激光激发实验测量颜料的拉曼光谱时要注意什么？在对颜料进行拉曼光谱分析时，考虑到绘画艺术品的珍贵性，首先要保证是“无损”的，这就要求在选择激发激光的功率是要尽量小，避免因激光造成的光破坏，光分解以及样品的结构改变。实验中通常使用一组不同透过率的中性滤光片以调节照射到样品上的激光功率，一般情况下，显微镜下样品上功率小于1 mW是一个安全临界值。某些场合，退焦是一种避免光破坏的有效方法。同时，为了得到足以识别颜料的光谱结果，在测量时可以通过延长积分时间和多次累积平均来提高光谱信噪比。正确选择拉曼测量的激发激光波长，也是实验成功的重要因素。一方面拉曼散射的强度与激发波长成反比，因此短波长激光效率更高但容易出现荧光，损坏样品；长波长激光虽然能回避荧光，却存在样品加热效应。另一方面颜料样品都是有色的，这意味着它们大都存在着特定的光吸收效应，如果波长选择不当，拉曼信号就会被荧光信号所掩没，为了避免荧光，拥有多种激发波长是必不可少的。图1所示为某种颜料在不同波长激光激发下的拉曼光谱对比，可以看出，波长对实验结果至关重要。不同波长激发的孔雀石绿的拉曼光谱：红色：785nm，蓝色：633nm绿色：514nm.目前，显微拉曼测量可供选择的激发激光波长涵盖了从近紫外到近红外的光谱范围（可供选择的有244nm, 325nm, 488nm, 514nm, 532nm, 633nm, 785nm, 1064nm等波长的激光）。根据研究人员大量的实验探索，对于有色颜料样品，激发波长选择原则是：使用比样品显色波长更长的激发光。例如，对红、黄、白色颜料，推荐使用633 nm，785 nm激发；而对绿、蓝色颜料，推荐使用514 nm，532 nm激发。由于实际中颜料样品都不是化学上纯净的物质，为保证获得颜料显色物相的光谱，通常需要在显微镜下选择多个测量点采集光谱，通过比较分析排除来自杂质的信号。再者，开放式显微镜适合测量体积较大的样品，利用光纤可以对不便移动的样品开展现场在位测量。中国古代艺术品与中国传统文化、传统艺术以及历史上不同的各个时期的科学技术发展状况密不可分，通过研究这些艺术品，人们可以看到中国文化中富有生机的精华，以及蕴涵的生生不息的民族精神。显微拉曼光谱分析技术非常适合对古代艺术品文物的颜料以及相关物种进行鉴别分析，这些结果对古代艺术品文物的鉴定、辨伪、断代、产地、价值评估、加工工艺以及时间演化提供科学依据，可以为预防颜料变色及对文物进行保护提供相应的科学依据，为其保护和修复提供重要建议。HORIBA科学仪器事业部结合旗下具有近 200 多年发展历史的 Jobin Yvon 光学光谱技术，HORIBA Scientific 致力于为科研及工业用户提供先进的检测和分析工具及解决方案。如：光学光谱、分子光谱、元素分析、材料表征及表面分析等先进检测技术。今天HORIBA 的高品质科学仪器已经成为全球科研、各行业研发及质量控制的首选。

德国斯派克分析仪器公司将参加第17届世界无损检测展览会(NDT China 2008), 2008.10.26-10.28, 届时将展示最新推出的手持式X荧光光谱仪-SPECTRO xSORT. 欢迎光临我公司展台： 上海展览中心,展台号：1157

近红外光谱的果园潜在应用孙旭东华东交通大学机电与车辆工程学院 南昌 330013鲜食水果价值链覆盖从种子到餐桌鲜果的全过程，关键节点可能涉及到近红外光谱的潜在应用。近红外光谱技术已由实验室逐步转向产业应用。考虑近红外光谱技术在水果采后分选领域研究强度高并逐步商业应用，故本文不再累述，侧重于水果采前环节。图1 鲜食水果价值链1. 育种水果育种过程中，品质指标检测需要耗费大量的人力、物力和时间。而且少数结果数量较少的品种，每枚果实都很珍贵，也不宜采用破损方法进行分析。这恰好应用近红外光谱技术，进行关键品质指标的过程监测。例如，在猕猴桃育种项目中，运用近红外光谱技术监测藤上猕猴桃的可溶性固形物、干物质含量变化[1, 2]。近红外光谱技术也被用于其它作物育种项目中，例如谷物[3]。这其中涉及到农业生产的特点，技术应用越接近价值链的前端，越有可能提前发现问题，并做出相应的调整。2. 采收期预测采收期预测源于精准农业的理念，适时采收是水果提质增效的重要技术手段。过早采收，果实内营养成分未转化完全，影响水果的品质和产量。过迟采收，增加落果、贮藏易烂，加重树体养分的消耗，使树势衰弱，影响次年生产。澳大利亚将手持式仪器成功用于芒果采收期预测，以干物质含量作为采收期预测指标，芒果协会将芒果增收的40%归结为采收期的创新应用[2]。日本、比利时和意大利的科研团队也从事采收期预测的应用研究[4-6]。但采收期预测标准应视水果种类、用途做出科学调整，例如出口的后熟型水果、立即上市销售和贮藏型水果的采收标准不同，采收期预测也应做相应的调整。3. 展望（1）近红外光谱果园应用中，注重近红外光谱信息与园艺知识的交叉融合，以高品质栽培需求为导向，科学运用近红外光谱技术，服务果业。（2）近红外光谱技术与其它技术的融合，发挥近红外光谱的优势，进行宏观指标的无损监测，辅以其它技术，例如图像等，围绕果业提质增效的目标，合理应用。（3）水果价值链是连续的，研究采前也要兼顾采后，例如不同用途、不同品种水果的采收标准也不同，这要求在研究中系统考虑。参考文献[1] Granger, A. A. Plant & food research: New Zealand kiwifruit breeding programme [J]. Acta Hort., 2011, 913: 59-62.[2] Walsh, K. B., McGlone, V. A., Han, D. H. The use of near infra-red spectroscopy in postharvest decision support: A review [J]. Postharvest Biology and Technology, 2020, 163: 111139.[3] Osborne, B. G. Applications of near infrared spectroscopy in quality screening of early-generation material in cereal breeding programmes [J]. Journal of Near Infrared Spectroscopy, 2006, 14: 93-101.[4] Bertone, E., Venturello, A., Leardi, R., Geobaldo, F. Prediction of the optimum harvest time of ‘Scarlet’ apples using DR-UV-Vis and NIR spectroscopy [J]. Postharvest Biology and Technology, 2012, 69: 15-23.[5] Peirs, A., Lammertyn, J., Ooms, K., Nicolaï, B.M. Prediction of the optimal picking date of different apple cultivars by means of VIS/NIR-spectroscopy. Postharvest Biology and Technology, 2001, 21: 189–199.[6] 宮本久美. 果樹の生育診断への近赤外分光法の応用 [J]. 農業機械学会誌, 2007, 69(3): 11-14.附：“高光谱技术在农业领域的最新应用进展”网络研讨会中孙旭东分享了题目为《近红外光谱和图像技术果园应用基础》的报告，回放链接点击：https://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/hyperspectral230808/

2024年6月25-28日，仪器信息网(www.instrument.com.cn) 与中国电子显微镜学会（对外）（www.china-em.cn）将联合主办“第十届电子显微学网络会议(iCEM 2024)”。会议结合目前电子显微学主要仪器技术及应用热点，邀请业界知名电子显微学专家、电子显微学仪器技术专家、电子显微学应用专家等，重点邀请近来有重要工作成果进展的优秀青年学者代表线上分享精彩报告。iCEM 2024恰逢电子显微学网络会议创立十周年，会议专场将增设“十周年”主题内容，围绕过去十年我国电子显微学重要进展、未来展望等进行分享。第十届电子显微学网络会议(iCEM 2024)将设置八个分会场：1) 原位/环境电子显微学与应用；2）先进电子显微学与应用；3）扫描电镜/聚焦离子束显微镜技术与应用；4）电子能量损失谱/电镜光谱分析技术；5）低温电子显微学与应用；6）生物医学电镜技术与应用；7）电镜实验操作技术及经验分享；8）电镜开放共享平台及自主保障体系建设。诚邀业界人士线上报名参会。主办单位：仪器信息网，中国电子显微镜学会（对外）参会方式：本次会议免费参会，参会报名请点击会议官网：https://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/iCEM2024/或扫描二维码报名“电子能量损失谱/电镜光谱分析技术”专场预告（注：最终日程以会议官网为准）专场四：电子能量损失谱/电镜光谱分析技术（6月26下午）专场主持暨召集人：周博 化学与精细化工广东省实验室 平台主任/副研究员 报告题目演讲嘉宾界面声子的原子尺度测量高鹏（北京大学 教授）极性功能微结构中的电磁特性研究张溢（中山大学物理学院 副教授）使役环境下钙钛矿光伏器件失稳机理研究卢岳（北京工业大学 研究员）【十周年主题报告】：电子背散射衍射技术的进展及其在应对挑战性样品时的表现张兵（燕山大学 高级实验师）嘉宾简介及报告摘要（按分享顺序）周博 化学与精细化工广东省实验室 平台主任/副研究员 【个人简介】周博，化学与精细化工广东省实验室“新化工”综合研究平台负责人，广东省电镜学会理事，汕头市高层次人才，特聘副研究员。主要从事先进材料的微观结构表征和结构与性能关系的研究工作。利用球差校正电镜及原位电子显微学技术，围绕能源材料、金属材料、医用材料等领域开展相关研究。主持及参与国家、广东省等基础研究基金5项，企业横向课题3项。在ACS Catal.、Appl. Catal. B Environ. Energy、JACS、Angew、AEM、JMST等学术期刊合作发表SCI论文二十余篇，多次参加国内外学术会议并做口头报告。高鹏 北京大学 教授【个人简介】高鹏，北京大学博雅特聘教授，电子显微镜实验室主任。从事原子尺度界面科学研究，主要兴趣是设计和制备原子尺度的功能界面，研究界面原子结构、电子结构、声子结构、非平衡态等。发表研究论文三百余篇，含七十多篇《自然》/《科学》系列期刊论文和十余篇《物理评论快报》等。多次入选科睿唯安、爱思唯尔高被引科学家。部分研究工作入选中国电子科技十大进展、中国光学十大进展、中国半导体十大研究进展、中国十大科技进展新闻提名等。报告题目：界面声子的原子尺度测量【摘要】近年来我们基于扫描透射电子显微镜的电子能量损失谱，发明了 “四维电子能量损失谱”技术，克服了传统谱学无法同时具备高动量分辨和纳米级空间分辨的挑战，解决了单个纳米结构、单个异质结界面的声子色散的测量难题。该谱学方法有望在凝聚态物理、材料科学与工程、信息技术等研究中发挥了作用。在本报告中，我们重点展示这些局域声子测量使得我们能够在纳米甚至原子尺度上来研究界面的热输运行为。张溢 中山大学物理学院 副教授【个人简介】张溢，中山大学大学物理学院副教授、博士生导师，广东省磁电物性分析与器件重点实验室固定成员，广东省“珠江人才”青年拔尖人才项目获得者。2015年获得湘潭大学材料科学与工程博士学位，2015-2019年先后在美国密歇根大学、加州大学欧文分校、香港理工大学从事博士后研究。2019年11月起在中山大学物理学院工作。长期从事极性功能材料表面/界面电磁特性及多场调控研究。围绕铁性功能薄膜材料中异质结界面新型电磁特性机理、畴结构演化的原位实时观测、铁电畴与缺陷的相互作用机理等课题，发展基于原位/高分辨透射电子显微镜和扫描探针显微镜的多尺度表征方法。近年发表SCI学术论文30余篇，包括Nature Nanotechnology、Nature Communications、Advanced Materials、Nano Letters等，申请发明专利多项。目前主持国家自然科学基金面上项目一项，参与重点项目一项。报告题目：极性功能微结构中的电磁特性研究【摘要】钙钛矿氧化物由于具有晶格、电荷、轨道和自旋等多种可调序参量及其驱动的力-电-磁多场耦合效应，受到广泛的关注。本报告中，介绍了如何将高分辨透射电子显微镜与扫描探针显微镜结合起来，建立起更加紧密的微结构与性能的关系。研究了铁电-绝缘体界面电磁特性、畴壁及极性拓扑结构周围高局域电导特性及其调控。卢岳 北京工业大学 研究员【个人简介】卢岳，博士研究生导师、硕士研究生导师。北京市杰青，获国家自然科学基金面上项目资助、国家自然科学基金青年基金资助、入选北京工业大学“高端人才”项目资助、入选北京工业大学“日新人才”项目。目前作为项目负责人，承担国家自然科学基金3项、省部级以上科研基金等10余项。目前发表学术论文80余篇，其中以第一或通讯作者发表论文Nature，Science，Joule，Nat. Commun., ACS nano, Adv. Mater，Adv. Energy Mater, Nano Lett.等国际知名期刊。报告题目：使役环境下钙钛矿光伏器件失稳机理研究【摘要】全面了解钙钛矿太阳能电池（PSC）及发光二极管（LED）的微结构衰变机理，对于发展高效稳定的钙钛矿光伏器件至关重要。前期工作中，通过发展先进电子显微学表征技术方法，我们针对钙钛矿太阳能电池在光、湿以及加热条件下的微结构演变过程，以及偏压加载下钙钛矿发光二极管的衰减机理进行了系统研究。研究结果表明，光照条件下，有机无机杂化钙钛矿薄膜会向金属铅Pb0进行转变，在此过程中非晶相PbI2-x在Pb0表面形成壳层，对于有机无机杂化钙钛矿的降解过程至关重要。对于PSC器件而言，光照过程中金属电极如Au元素会向电子传输层与钙钛矿的界面处发生迁移，其对太阳能电池器件的光照稳定性扮演者重要的角色。在湿度条件下，有机无机杂化钙钛矿表面的有机封端和无机Pb-I封端，会造成其薄膜降解路径的差异。而加热条件下，电子传输层内部的氧元素会逐渐扩散至钙钛矿层，其对薄膜以及器件的热稳定性演化起着决定性作用。除上述研究外，我们还研究了偏压条件下无机CsPbI3钙钛矿量子点及发光器件的降解路径，尤其揭示了表面卤素空位对其性能和稳定性降解路径的决定性影响。张兵 燕山大学 高级实验师【个人简介】张兵，工学博士，材料学专业，现任职于燕山大学亚稳材料制备技术与科学国家重点实验室，负责管理实验室四个品牌的七台扫描电镜及电子背散射衍射仪等相关附属设备，有着近15年的实际操作经验，擅长扫描电镜的多种表征技术及原位测试技术，精通电子背散射衍射的数据处理及分析。在Materials & Design，Materials Science and Engineering: A,Journal Of Alloys And Compounds, Tribology International, Wear, Materials Characterization，Intermetallics等杂志发表相关科研论文近20篇。报告题目：电子背散射衍射技术的进展及其在应对挑战性样品时的表现【摘要】电子背散射衍射技术在材料、能源、机械、电子、地矿等领域都有着非常广泛的应用，配合能谱仪等附件能够一次同时获取材料的微观组织、晶体学取向、微区成分等相关信息并建立相互关联，是一种功能强大的分析技术。近些年随着软、硬件技术的发展，电子背散射技术也有了较大的进展，在应对一些过去难以获得好的测试效果的挑战性样品时也有惊艳的表现。会议联系1. 会议内容仪器信息网杨编辑：15311451191，yanglz@instrument.com.cn中国电子显微镜学会（对外）汪老师：13637966635，cems_djw @163.com2. 会议赞助刘经理，15718850776，liuyw@instrument.com.cn

p 　　录音制品是世界文化历史很重要的一部分，但是现在很多处于降解的危险当中，也许人类将永远失去他们了。日前，研究人员发现,红外光谱可以提供快速、非损害的方法来区分那些还可以播放，以及不能播放的磁带，有助于档案员知道哪些磁带需要特殊处理，以及需要快速处理，以防止它们更糟。 /p p style=" TEXT-ALIGN: center" img title=" 1441839351084.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201509/insimg/7994b373-8bd8-48a3-8105-cff6b61e4371.jpg" / /p p 　　估计在美国博物馆和档案馆磁带的数量达到4.6亿 (录像带、盒式磁带等)，约40%的质量状况并不清楚。许多录音带已经达到可播放的寿命，考虑到只有少数录音品质好的磁带以进行数字化处理，所以并不是所有的录音带在其损坏之前都将进行数字化处理。 /p p 　　磁带上的声音信息编码在磁性粒子上,这些粒子通常分布在聚酯氨基甲酸酯粘结剂中。暴露于高温和潮湿的环境中，酯基与水反应形成羧酸和乙醇,使录音带产生粘性。最终磁带开始脱落聚酯氨基甲酸酯碎片,这个碎片可以粘住磁带播放器,损坏磁带和机器。目前唯一的补救方法是低温烘烤磁带,有时可以使他们播放很短的时间进行数字化处理。 /p p 　　“你可能会问为什么不自动烘烤磁带,但是没有人有足够的时间,” 南卡罗莱纳大学的化学家和该项新工作的合作者Stephen L. Morgan解释说，“我们的目标是开发一个简单的,非损害的方法来确定最危险的磁带,这样他们可以优先数字化。 /p p style=" TEXT-ALIGN: center" img style=" WIDTH: 400px HEIGHT: 272px" title=" ac-2015-018103_0009.gif" border=" 0" hspace=" 0" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201509/insimg/1003ffe0-79a5-4f1a-8845-6e761e2c0dd4.jpg" width=" 400" height=" 272" / /p p 　　原文： em Minimally Invasive Identification of Degraded Polyester-Urethane Magnetic Tape Using Attenuated Total Reflection Fourier Transform Infrared Spectroscopy and Multivariate Statistics.Anal. Chem. 2015.” /em /p p 　　在新的工作中, 国会图书馆的Morgan, Eric M. Breitung和合作者首先从国会图书馆70年代，80年代和90年代获得的录音带中随机选择了一些四分之一英寸录音带。然后用衰减全反射 a title=" " href=" http://www.instrument.com.cn/zc/31.html" target=" _self" 傅里叶变换红外光谱 /a 方法对这些录音带的小片段进行分析，他们发现聚酯氨基甲酸酯降解产物的特征谱峰可以用来识别磁带是否可以正常播放，准确率可达92%，这些可以作为烘焙和迅速数字化的选择。 /p p 　　费城的音频和视频保护主义者George Blood也参与到这项工作,他说，非常欢迎一些工具可以为按次序优先处理这些语音材料提供帮助，但是很多的工具很难使大家确信。“我认为该技术具有很高的潜力，”他说，如果该工具可以更便宜，更容易使用，他认为可以被接受。 /p p & nbsp /p

为探明古代冠饰上镶嵌的珠宝玉石等饰品的材料，对其进行科学修复、复原和复制，2015年5月14日至19日，上海光机所科技考古中心与陕西省文物保护研究院、咸阳市文保中心合作，联合南京派光信息技术有限公司、北京嘉元文博科技有限公司，采用便携式XRF、手持式XRF和便携式拉曼光谱以及视频显微镜等分析设备在陕西文物保护研究院，开展了对隋炀帝萧后冠饰、唐裴氏冠饰以及清代冠饰的多方法原位无损分析研究。 　　其中，萧后冠饰由考古工地整体搬迁至实验室进行逐层详细清理，测试分析是在清理过程中进行的，通过原位无损分析可以及时获取冠饰上装饰物、金银基质、土壤以及伴出文物的化学成分和物相信息，以便了解和判断冠饰上装饰物的种类和金银基质的制作工艺。通过综合测试分析，清理出的萧后冠饰主要装饰有高铅玻璃珠等 裴氏冠饰上的冠饰主要有珍珠、水晶、透闪石、绿松石、玻璃等 而清代冠饰一类以宝玉石为主，主要有珍珠、珊瑚、琥珀、透闪石、翡翠、尖晶石、金星石、水晶、朱砂等，另一类以玻璃为主，主要体系有钾铅、钾钙硅酸盐玻璃等。 　　在此之前，上海光机所科技考古中心曾与陕西省考古研究院合作对唐李倕公主(唐高祖李渊的第五代后人，卒于736 AD)冠饰上镶嵌的宝玉石、玻璃及金饰进行了原位无损分析，成功检测出冠饰上紫色、淡紫色、红色、白色、蓝绿色、无色、绿色、紫红色、亮绿色坠饰、花瓣和贴饰所使用的材料种类，这件制作精美的花冠所用饰件的种类较多，包括紫水晶、红玛瑙、水晶、绿松石、透闪石、金、钠钙玻璃和高铅玻璃等，相关成果已收录在专著《The Tomb of Lichui》(德文和英文版已经出版，中文版亦即将问世)。 　　结合相关背景分析，隋唐时期冠饰上的宝石和钠钙玻璃应由西方输入，而透闪石、珍珠、高铅玻璃等则可能属于国产制品。这对探索唐代手工业的发展及相关原料的贸易具有重要意义。而清代的冠饰上的玻璃多由中国自制，而翡翠和尖晶石等宝石则属于舶来品，也使用了点翠工艺，冠饰基质多为鎏金铜质，柄部则为鎏金银质。 　　本研究受到上海市研发公共服务平台建设专项和973项目子课题的支持。

3月8日，滁州市人大主任、市委书记韩先聪，市委常委、副市长徐发成，副市长王图强一行在凤阳县委书记马占文，县副委书记、副县长米德成，副县长朱大纲等领导的陪同下，深入凤阳县在建的安徽省石英砂及制品质量监督检验中心调研指导。 　　韩先聪一行参观了该中心正在精心布置的实验室，详细询问中心规模、资金筹措、设备购置及人才引进、吸收与培养后，充分肯定了中心建设的重要性和必要性。韩先聪要求县质监局立足凤阳丰富的矿产资源，围绕打造千亿元玻璃(硅)产业规划，不断做强做大特色中心。在大力建设省级中心的基础上，积极争取国家级中心落户凤阳。要以创品牌，树权威，塑形象为要求，将中心建设成“公正科学，准确规范，高效满意”的第三方公正权威机构。 　　当韩先聪书记了解到中心建设过程中仍存在资金困难时，表示将尽市委市政府所能为中心提供资金支持。 　　该中心自2008年12月通过省局批复筹建以来，于2009年4月正式开工，2009年12月底封顶，2010年2月内装竣工，目前正在进行绿化、围墙等辅助设施建设以及资质认定、人员培训、石英砂及制品企业宣传发动等，计划今年6月底投入运行。该中心的建设得到凤阳县委县政府鼎力支持：无偿拨付10亩地 先后拨付启动资金、建设资金计550万元 县级规费全免 县级税收留存部分全部返还用于中心建设。该中心建设还得到省市质监部门110万元资金支持。中心建成后将发挥五个方面作用：一是为凤阳县委、县政府打造的千亿元玻璃硅产业规划，包括产业发展和结构调整提供技术支撑 二是为社会出具公正性数据，包括省、市质监局下达的产品质量监督检查和企业产品委托检验、鉴定等任务 三是为企业提供出厂检验服务 四是为石英砂及制品质量认证和安全评价提供技术手段 五是参与石英砂及制品课题研究。

如何尽可能降低损耗，测试嫦娥五号月壤样品的粒度和矿物组成？7月4日，记者从中国地质大学（武汉）获悉，该校佘振兵、汪在聪教授科研团队在月壤研究中取得了新进展：该团队开发了一种样品消耗极低的新技术，可同时测定月壤的粒度和矿物组成，对于解释月球深空探测轨道遥感光谱数据、理解月球岩浆活动和空间风化过程具有重要意义。《中国科学：地球科学》杂志中英文版同时在线发表该研究成果，第一作者为该校地球科学学院博士生曹克楠，佘振兵教授为通讯作者，汪在聪教授等为合作作者。去年7月，该校地球科学学院教授汪在聪领衔的团队申请到嫦娥五号首批月球样品，共200毫克。汪在聪介绍，“这批样品非常珍贵，我们获取的样品极为有限，可允许的损耗量仅为50毫克，要出更多研究成果，需要我们尽可能降低损耗。”自1970年代以来, 科学家开始使用各种手段来研究月壤样品，但前人所采用的方法通常需要消耗较多样品，并且难以同时获得矿物组成和粒度、形貌等多方面的信息。该研究团队基于拉曼光谱微颗粒分析技术，开发了以极低的样品损耗量，同时测定颗粒样品粒度和矿物组成的新方法，并成功运用到嫦娥五号月壤样品的研究，这一研究技术在月壤研究中的应用在世界上尚属首次，以往的技术通常只能开展粒度或矿物组成其中一项研究。该研究每次仅需约30微克样品，在获取多维度信息的同时，将样品损耗降到最低，并且样品制备简单，极大地降低了该流程可能带来的样品污染问题。另外，该方法可在短时间内快速建立一个矿物粒度和组成的多元化信息数据库，有助于发现稀有矿物相。该方法的进一步发展，将为未来火星和小行星等其他天体返回的微颗粒样品，进行快速分析提供关键技术支撑。该研究发现嫦娥五号月壤样品平均粒度为3.5微米，且呈单峰式分布，表明其具有较高成熟度，即受到的太空风化强烈。“矿物粒度是指颗粒的直径，最细的面粉平均粒度超过100微米，嫦娥五号月壤样品比面粉还细几十倍”，汪在聪表示，月壤粒度的测定对于研究太空风化过程具有重要作用。此外，研究团队还建成了一个月壤矿物的光谱数据库，并用它所分析的颗粒进行自动识别，获得每一种矿物相的粒度和体积等信息，计算得出不同粒径下矿物的模式丰度。研究人员发现在1-45微米粒度范围内的矿物组成为：辉石、斜长石、橄榄石、铁钛氧化物、玻璃等。该研究还识别出月壤中的一些微量矿物相，例如磷灰石、石英、方石英和斜方辉石等，其中斜方辉石的发现为首次报道，这表明嫦娥五号月壤中可能含有极少量的月球高地物质。上述成果为解译嫦娥五号着陆区的风暴洋北部地区光谱遥感数据，提供了地面实况信息，并为理解该区域深部和表面演化历史提供了新视角。该研究使用的样品由中国国家航天局提供，分析测试由地大生物地质与环境地质国家重点实验室完成，研究得到了国家航天局民用航天技术预研究项目、国家自然科学基金和生物地质与环境地质国家重点实验室的支持。

玻璃粉主要组成为PbO 、 SiO2 、 TiO2及其他杂质元素，是一种重要的半导体材料，主要应用于制造电子浆料和其它电子元器件行业。其中组成的变化会影响元器件的性能，因此对玻璃粉中各组分含量的分析具有重要的意义。高纯石英主要矿物成分是SiO2，因具有耐高温、耐腐蚀、低热膨胀性、高度绝缘性和透光性等优异物理化学特性，广泛应用于LED照明、光伏和半导体等高新技术产业。《矿产资源工业要求手册》中，根据石英中SiO2、Fe2O3及污染元素（Al、Ti、Na、K、Li、Ca、Fe、P、B）的含量，划分为不同纯度等级。因此对石英粉末中各组分含量的分析对实现不同纯度石英砂的级别划分具有重要的意义。技术难点玻璃粉及高纯石英中多元素分析存在以下技术难点：种类多待测元素种类多，需实现多元素同时检测，常规分析方法（如容量法、比色法）不能满足其检测需求。差异大待测元素含量差异大，需满足高低浓度元素同时检测的需求，对仪器检测准确度、线性范围提出了更大挑战。含量低高纯石英粉末中杂质元素含量低，要求仪器具有高灵敏度和低检出限。谱育优势谱育科技 EXPEC 6000 R型 电感耦合等离子体发射光谱仪（ICP-OES）具备高灵敏度、低检出限、宽线性范围、多元素同时测定的特点，可解决上述困难，实现玻璃粉、高纯石英中Al、Na、K、Li、Cr、Fe、Mg、Ba、Ti、Ca、Mn、Mi、Cu、Mo 14种元素的分析。EXPEC 6000 R型电感耦合等离子体发射光谱仪EXPEC 790s超级微波化学工作站多元素同时分析全谱直读数据采集，实现多元素同时性分析。宽线性范围测定谱线的线性动态范围：≥105，实现高低浓度同时检测。高灵敏度百万像素科研级防溢出面阵CCD检测器，实现低含量元素的高灵敏响应。应用案例仪器与试剂仪器：EXPEC 6000 R型、EXPEC 790s主要试剂：氢氟酸 ；盐酸；去离子水测定参数分析结果玻璃粉使用 EXPEC 790s 对样品进行微波消解，应用 EXPEC 6000 R型 测定玻璃粉末标准品中Al2O3、CaO、Fe2O3、K2O、MgO、Na2O 6种金属氧化物含量，结果表明：该方法测定方法精密度均小于3%，其测量结果与该样品的的标准值比对其偏差在6%以内，说明了 EXPEC 6000 R型 测定结果的准确性。玻璃粉标准品中样品测试结果高纯石英使用 EXPEC 790s 对样品进行微波消解，应用 EXPEC 6000 R型 测定4种高纯石英粉末中Al、Na、K、Li、Cr、Fe、Mg、Ba、Ti、Ca、Mn、Mi、Cu、Mo 14种元素的含量，目标元素均有良好的线性，空白低，样品中常量及微量元素均能满足低浓度的检出。使用 ICP-OES 法测定石英样品中的微量元素的测试方法基体效应小，精密度高，检出限较低，较传统方法效率较高，结果可信度高，可满足石英样品中多元素快速、精确检测的要求。高纯石英粉末中样品测试结果

近期，中国科学院上海光学精密机械研究所单元技术实验室与国科大杭州高等研究院物理与光电工程学院(简称“杭高院物光学院”)胡丽丽教授工作室合作，在低损多模反谐振空芯光纤的研发制备研究中取得重要进展。该研究成果以“Low-loss multi-mode anti-resonant hollow-core fibers”为题发表于美国光学协会期刊《光学快讯》(Optics Express)。 　　近年来，反谐振空芯光纤因具备宽带、低损的传输特性而广受关注。利用仅有波长量级厚度的负曲率玻璃芯壁，反谐振空芯光纤能将绝大部分光束缚于空气芯中，从而克服了基体材料本征的影响，展示出超低材料损耗、超低色散、超低非线性和极高激光损伤阈值的特性，是未来高效传输超高功率激光以及紫外/中红外极端波长激光的有力备选材料。目前报道的反谐振空芯光纤大多以5至8个包层毛细管设计为主，并利用芯包相位匹配原则实现准单模传输。然而，单模设计在应对高功率、低光束质量激光的传输时很可能造成耦合效率低下和潜在的激光损伤，而低损多模反谐振空芯光纤则有望解决这一问题。目前，该方向研究仍处于起步阶段，有关仿真研究提出的低损多模反谐振空芯光纤结构较为复杂，制备困难，目前尚无具备实用性的低损多模反谐振空芯光纤报道。 　　在本项研究中，研究人员设计制备了包层区域由18个扇形谐振器组成的反谐振空芯光纤，其中芯径约66 μm而光纤外径约为193 μm。经过截断法测试，所研制的光纤具备近一个倍频程的传输带且平均损耗低于0.5 dB/m，其中1微米附近损耗更低于0.1 dB/m。此外，弯曲半径大于8 cm时在1微米附近因弯曲引发的损耗不超过0.2 dB/m。研究人员进一步使用S2技术来表征23.55米反谐振空芯光纤中的多模传导特性，结合仿真总共鉴定了七种类LP模式成分。此外，研究人员还通过放大相同的设计制备了用于中红外波长传输的多模反谐振空芯光纤，并且传输带可扩展到4μm以上。新型低损多模反谐振空芯光纤的出现为解决劣化光束质量激光(如固体激光器，光参量放大器等)高功率长距离传输提供了可能。图1 所制备空芯光纤的(a)电镜图和(b)(c)传输/损耗性质图2 差分群时延曲线及其中红星标记峰处的模式重建图：(a-i)S2测试结果；(j-t)仿真结果

第一届光谱技术及应用大会暨第九届中国激光诱导击穿光谱学术研讨会暨第六届燃烧诊断研讨会2023年5月7-9日 | 敦煌华夏国际大酒店会议网站：https://b2b.csoe.org.cn/meeting/CSLIBS2022.html光谱技术是近代光学计量的重要分支，通过对物质光谱的探测、分析来获取物质的组成、结构、含量、运动状态等信息，具有非接触、范围广、多组分、灵敏度高、可连续实时监测等优势。这一技术目前已广泛应用于燃烧诊断、环境监测、工业检测、生物医学、航空遥感、目标探测、能源勘探等诸多领域。为进一步推动光谱技术的应用与融合，探讨我国光谱技术的发展趋势和远景目标，促进光谱技术和仪器的进步与创新，中国光学工程学会将于 2023 年5月7-9日在敦煌举办“第一届光谱技术及应用大会暨第九届中国激光诱导击穿光谱学术研讨会暨第六届燃烧诊断研讨会”。会议将邀请150余位光谱及其应用领域的知名专家参会，通过学术报告、海报展示、仪器设备展览等形式，就光谱技术的重要科学问题、仪器发展的关键技术问题、最新研究成果及发展趋势等问题展开研讨。一、主办单位：中国光学工程学会二、承办单位：中国光学工程学会西北师范大学三、协办单位：敦煌研究院中科院近代物理研究所上海理工大学中科院合肥物质科学研究院中国矿业大学四、支持单位：长春新产业光电技术有限公司长沙麓邦光电科技有限公司光谱时代（北京）科技有限公司北京镭宝光电技术有限公司国仪量子（合肥）技术有限公司埃德比光子科技（中国）有限公司成都诺为光科科技有限公司北京欧兰科技发展有限公司东方闪光（北京）光电科技有限公司奥谱天成（厦门）光电有限公司上海五铃光电科技有限公司上海尤谱光电科技有限公司深圳市唯锐科技有限公司五、执行主席：董晨钟（西北师范大学）王哲（清华大学）蔡小舒（上海理工大学）阚瑞峰（中科院合肥物质科学研究院）周怀春（中国矿业大学）六、程序委员会（音序）：蔡伟伟、蔡小舒、曹世权、陈军、褚小立、崔执凤、狄慧鸽、丁洪斌、丁晓彬、董晨钟、董大明、董磊、董美蓉、付洪波、郭金家、郭连波、杭纬、侯贤灯、侯宗宇、胡继明、胡仁志、贾云海、阚瑞峰、雷庆春、李博、李传亮、李聪、李飞、李华、李润华、李祥友、李晓晖、林庆宇、刘诚、刘冬、刘飞、刘继桥、刘木华、卢渊、陆继东、陆克定、马维光、马新文、马欲飞、梅亮、敏琦、彭江波、钱东斌、任斌、邵杰、邵学广、史久林、舒嵘、苏伯民、苏茂根、孙对兄、孙兰香、田野、万福、王茜蒨、王强、王珊珊、王圣凯、王哲、王珍珍、吴涛、吴学成、吴迎春、夏安东、徐文江、许传龙、许振宇、闫伟杰、杨荟楠、杨磊、杨增玲、姚顺春、殷耀鹏、尹王保、于宗仁、俞进、袁洪福、张大成、张登红、张雷、赵南京、赵卫雄、郑培超、周怀春、周磊、周卫东、周骛、周小计、朱家健、朱香平七、专题分会1） 激光诱导击穿光谱及相关技术召集人：王哲（清华大学）、董晨钟（西北师范大学）邀请报告：• 丁洪斌（大连理工大学）——LIBS基本物理过程及聚变能应用进展• 段忆翔（四川大学）——LIBS技术与仪器的发展历程—从实验室研发到现场应用• 郭连波（华中科技大学）——LIBS在液体检测中的发展与应用研究• 刘木华（江西农业大学）——PRLIBS对农产品品质信息分析能力提升方法研究• 马欲飞（哈尔滨工业大学）——小型化固体激光器• 舒嵘（中科院上海技术物理研究所）——“祝融号”火星车物质成分探测仪中的LIBS探测与分析• 苏茂根（西北师范大学）——激光等离子体辐射、诊断与应用• 孙兰香（中科院沈阳自动化研究所）——矿浆成分LIBS定量分析方法与工业在线应用• 王茜蒨（北京理工大学）——LIBS技术在生物医药诊断监测中的应用研究• 汪正（中科院上海硅酸盐研究所）——基于微等离子体增强LIBS信号研究• 俞进（上海交通大学）——针对火星就位探测的激光诱导击穿光谱方法研究• 曾和平（华东师范大学）——飞秒光丝非线性相互作用诱导击穿光谱• 曾强（中科院近代物理研究所）——基于激光诱导击穿光谱技术的塑料分拣研究• 周卫东（浙江师范大学）——激光诱导空化气泡的演化及其对LIBS光谱的影响• 周小计（北京大学）——LIBS在定量应用中的探索研究2） 原子光谱与质谱召集人：侯贤灯（四川大学）、杭纬（厦门大学）邀请报告：• 陈明丽（东北大学）——LA-ICP-MS对动植物组织中元素成像方法研究• 冯流星（中国计量科学研究院）——阿尔茨海默症计量溯源技术研究• 高英（成都理工大学）——基于钒的光化学蒸气发生及应用 • 郭伟（中国地质大学（武汉））——高精度LA-ICPOES/ICPMS原位分析技术及古气候中的应用• 杭纬（厦门大学）——高电离电位元素的激光质谱分析技术• 侯贤灯（四川大学）——原子光谱分析研究 • 胡斌（武汉大学）——ICP-MS单细胞分析• 蒋小明（四川大学）——微型原子发射光谱仪的放电激发源研制• 刘睿（四川大学）——金属元素标记均相免疫分析• 吕弋（四川大学）——基于金属稳定同位素标记的生物分析研究 • 邢志（清华大学）——高纯非导体材料纯度分析方法探索 • 徐明（中科院生态环境研究中心）——利用LA-ICP-MS成像技术解析间充质干细胞负载金纳米颗粒的肿瘤靶向规律• 于永亮（东北大学）——适于微等离子体发射光谱分析的样品引入方式与接口• 郑成斌（四川大学）——碳原子发射光谱及其应用• 朱振利（中国地质大学（武汉））——基于等离子体技术的锑元素与同位素分析方法开发3） 激光拉曼光谱与激光荧光光谱技术及应用召集人：任斌（厦门大学）、胡继明（武汉大学）邀请报告：• 陈建（中山大学）——范德华二维晶体α-MoO3的性能调控及SERS应用• 高亮（核工业西南物理研究院）——大气压等离子体活性物种激光诱导荧光定量诊断研究• 胡继明（武汉大学）——拉曼光谱在细胞分析中的应用• 沈爱国（武汉纺织大学）——有机表面增强拉曼光谱及其应用• 谢微（南开大学）——原位增强拉曼光谱在纳米催化中的应用研究• 徐抒平（吉林大学）——微流控液滴-SERS平台用于单细胞分析• 王惠钢（浙江师范大学）——耦合诱导光谱分裂理论及分子内和分子间同时存在耦合时的光谱分裂现象• 杨海峰（上海师范大学）——SERS基底从纳米到介观及其生化分析应用• 朱井义（中科院大连化学物理研究所）——超快时间分辨共振拉曼光谱探索低纬度材料激子声子动力学• 朱香平（中科院西安光学精密机械研究所）——时间分辨拉曼光谱仪在爆炸物检测及油品检测方面的研究进展与应用4） 光声光谱与TDLAS技术及应用召集人：马欲飞（哈尔滨工业大学）、董磊（山西大学）、王强（中科院长春光机所）邀请报告：• 陈珂（大连理工大学）——光纤光声传感技术及应用研究进展• 姜寿林（香港理工大学深圳研究院）——基于空芯光纤光热光谱法的宽波段多组分痕量气体检测技术• 阚瑞峰（中科院安徽光学精密机械研究所）——TDLAS在环境检测中的应用技术研究• 黎华（中科院上海微系统与信息技术研究所）——太赫兹光频梳与双光梳光源• 李磊（郑州大学）——六氟化硫分解组分光声光谱检测关键技术研究• 刘俊岐（中科院半导体研究所）——中红外可调谐半导体激光器• 刘锟（中科院合肥物质科学研究院）——光声光谱多组分检测技术研究• 鲁平（华中科技大学）——光声探测技术及应用• 王福鹏（中国海洋大学）——基于吸收光谱的海洋原位气体传感技术研究和共性关键问题探讨• 王强（中科院长春光机所）——高灵敏、大动态范围的腔增强光声光谱气体传感技术• 王如宝（北京杜克泰克科技有限公司）——基于光学麦克风光声光谱技术的环境空气VOCs检测• 吴君军（重庆大学）——基于石英增强光声光谱的相变液滴局部蒸汽浓度表征• 许可（朗思科技有限公司）——基于石英增强光声光谱的超高灵敏度气体分析仪器• 姚晨雨（山东大学）——空芯光纤Fabry-Perot干涉仪解调方法和光热光谱气体检测研究• 闫明（华东师范大学）——基于光梳的光谱测量技术及应用• 郑华丹（暨南大学）——新型石英增强光声光谱测声器• 支冬（中国空气动力研究与发展中心）——基于可调谐吸收光谱技术的高焓膨胀管风洞高温真实气体效应产物的实验与分析5） 红外及太赫兹光谱召集人：邵学广（南开大学）邀请报告：• 陈斌（江苏大学）——低场核磁与近红外光谱联用分析仪的开发与应用探索• 陈孝敬（温州大学）——单类识别算法结合近红外光谱的应用研究• 姜秀娥（中科院长春应用化学研究所）——仿生膜水合及其效应的红外光谱电化学研究• 李晨曦（天津大学）——光谱成像与太赫兹光谱技术在食品检测中应用• 刘惠民（郑州烟草研究院）——近红外在烟草质量与风格表征中的应用• 邵学广（南开大学）——近红外光谱分析中的化学计量学方法与应用• 夏兴华（南京大学）——等离激元增强红外光谱生化分析• 谢樟华（天津市能谱科技有限公司）——国产红外光谱仪的新机遇和新挑战• 臧恒昌（山东大学）——药品连续制造过程中近红外实时评价与放行技术的研究• 杨增玲（中国农业大学）——基于显微光谱成像的植物组织-细胞-亚细胞尺度多组分原位可视化定量表征方法研究• 周新奇（杭州谱育科技发展有限公司）——FTIR光谱技术产品开发及其应用• 张良晓（中国农业科学院油料作物研究所）——油料油脂质量安全近红外快速检测技术研究6） 超快及瞬态光谱召集人：夏安东（北京邮电大学）邀请报告：• 边红涛（陕西师范大学）——受限体系结构及超快动力学研究• 陈海龙（中科院物理研究所）——利用飞秒红外光谱实现二维材料准粒子带隙的非接触测量• 陈缙泉（华东师范大学）——表观遗传核酸分子的激发态动力学研究• 陈雪波（北京师范大学）——镧系化合物势能面交叉控制能量转移动力学研究• 丁蓓（上海交通大学）——蓝光受体BLUF域质子耦合电子转移机理• 勾茜（重庆大学）——微波光谱探测Diels–Alder环加成预反应中间体• 金盛烨（中科院大连化学物理研究所）——瞬态光谱技术及其在半导体材料研究中的应用• 兰鹏飞（华中科技大学）——阿秒激光与阿秒时间分辨测量• 李明德（汕头大学）——双键光开关分子纳米晶激发态顺反异构化机制及其超快动力学研究• 蔺洪振（中科院苏州纳米所）——和频光谱在电化学能源器件界面表征中的应用• 刘剑（北京大学）——路径积分刘维尔动力学和超快振动光谱的模拟• 马骁楠（天津大学）——新型有机发光材料中的激发态化学研究• 任泽峰（中科院大连化学物理研究所）——准二维钙钛矿的本征载流子动力学• 吴成印（北京大学）——超快激光与物质相互作用的新型光源产生及应用• 吴凯丰（中科院大连化学物理研究所）——胶体量子点自旋超快相干操控• 杨延强（中物院流体物理研究所）——含能材料冲击响应的时间分辨拉曼光谱技术• 叶树集（中国科学技术大学）——光转换材料构效关系的超快光谱研究• 张春峰（南京大学）——分子光电材料的激发态动力学妍究• 张贞（中科院化学研究所）——气液界面超分子手性自组装动力学及手性传递分子机理• 郑盟锟（清华大学）——面向实现超冷的绝对基态锂锶分子的精密光谱测量• 朱海明（浙江大学）——石墨烯-半导体界面超快光谱研究• 朱一心（杭州善上水科技有限公司） ——一种新型的水合氢离子及其生物功能初探7） 燃烧诊断召集人：蔡伟伟（上海交通大学）、彭江波（哈尔滨工业大学）邀请报告：• 蔡伟伟（上海交通大学）——金属颗粒燃烧三维形貌、温度、速度测量方法研究• 陈爽（中国空气动力研究与发展中心）——复杂流场光学诊断技术研究进展• 超星（清华大学）——红外光频梳光谱燃烧流场多参数测量方法• 雷庆春（西北工业大学）——四维燃烧诊断：从技术到应用• 梁静秋（中科院长春光机所）——基于光谱技术的航空发动机涡轮叶片温度及燃气浓度反演研究• 林鑫（中科院力学研究所）——激光吸收光谱技术在固液火箭复杂燃烧场测量的应用探讨• 彭江波（哈尔滨工业大学）——高频PLIF燃烧流场测量及数据分析方法研究进展• 彭志敏（清华大学）——基于多光谱融合的热工过程气体参数测量理论及应用研究• 齐宏（哈尔滨工业大学）——基于主被动光学层析探测的碳烟火焰温度场与粒径分布场重建研究• 伍岳（北京理工大学）——跨界面三维层析技术的开发与优化• 武文栋（上海交通大学）——高温环境中激光诱导等离子体激发过程的能量吸收特性研究• 熊渊（北京航空航天大学）——高速背景纹影测量技术及其应用8） 环境监测召集人：陆克定（北京大学）、梅亮（大连理工大学）邀请报告：• 陈建明（复旦大学）——大气气溶胶光学特性研究• 陈军（上海理工大学）——非相干宽带腔增强吸收光谱深紫外波段的应用• 董磊（山西大学）——石英增强光声光谱研究进展• 陆克定（北京大学）——典型光化学观测站中的光学测量技术与挑战• 梅亮（大连理工大学）——基于可调谐二极管激光器的大气环境激光遥感技术• 胡仁志（中科院合肥物质科学研究院）——大气HOx自由基探测技术研究及应用• 李传亮（太原科技大学）——基于TDLA技术的煤自燃过程中的指标气体检测• 刘诚（中国科学技术大学）——卫星结合地面靶向遥感VOCs排放源• 楼晟荣（上海市环境科学研究院）——基于激光诱导荧光的城市大气OH自由基总反应性测量与应用• 马维光（山西大学）——腔增强激光光谱技术及其在高精度碳监测中的应用• 韦玮（重庆大学）——腔增强红外光谱技术• 赵卫雄（中科院合肥物质科学研究院）——磁旋转吸收光谱法测量OH自由基• 郑海明（华北电力大学）——光谱技术在烟气汞连续监测中的应用方法研究9） 工业检测召集人：姚顺春（华南理工大学）、袁洪福（北京化工大学）邀请报告：• 陈达（中国民航大学）——气体可再生能源在线监测技术与装备开发• 褚小立（中石化石油化工科学研究院）——近红外光谱分析技术在炼油工业的应用• 董大明（国家农业智能装备工程技术研究中心）——水体污染的激光光谱探测方法-从智能传感器到仿生机器鱼• 李天骄（南京理工大学）——基于高光谱光场成像的三维火焰探测与多参数场层析重建• 杨荟楠（上海理工大学）——基于激光光谱技术的气液两相多参数同步测量及疾病前瞻性诊断研究• 姚顺春（华南理工大学）——激光诱导击穿光谱的煤质检测方法• 张志荣（中科院合肥物质科学研究院）——冶金、石化等工业领域的光谱检测技术及其应用• 张彪（ 东南大学）——基于光场成像的燃烧诊断技术研究八、会议注册：https://b2b.csoe.org.cn/registration/CSLIBS2022.html（5月5日关闭）会议费：2800元/人，学生优惠为2200元/人。会议费包括：1、所有会场和展区入场；2、第2-3日午餐，第1-3日晚餐，会议期间茶歇；3、会议手册、会议投稿合集、资料袋。会议将提供正规会议费发票（推荐选择电子普票）。付款方式：a) 在线支付（优选）：注册完成后，可跳转到在线支付页面，选择“支付宝”在线完成支付；b) 汇款转账：汇款时请务必注明“姓名+LIBS22”，以便核对。开户银行：工行北京科技园支行户名：中国光学工程学会账号：0200296409200177730九、住宿信息会场及合作酒店：敦煌华夏国际大酒店（甘肃省酒泉市敦煌市敦月路888号）住宿协议价：380元/间•天预订请联系：孙经理，13629372642预订时请说明是中国光学工程学会光谱会议十、组委会联系人索尼珂，022-58168515，15122063125，sonik@csoe.org.cn张洁，022-58168510，zhangjie@csoe.org.cn会议注册：

清华大学孙素琴教授 　　红外光谱用于混合物分析的优势包括：(1)指纹特征强，适合于不同样品的区分鉴别；(2)反映样品的整体信息，可同时对多种组分进行分析；（3)与化学计量学结合，可实现快速简便的定量分析；(4)多种附件技术的使用，能够对各种形态样品进行无损检测等。在中药与食品的实际分析中，基本思想是根据混合物红外光谱对其组分进行整体结构分析、使用相应的谱图解析技术对不同混合物进行鉴别、与化学计量学方法相结合进行特定组分定量分析，所用分析方法为：谱峰指认与比较(红外光谱三级鉴别)及模式识别、多元校正等化学计量学方法。

p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201704/insimg/89776b86-95a5-4bfc-8dcb-acdf44a0cecb.jpg" title=" 吴海龙.jpg" / /p p style=" text-align: center " 湖南大学 化学生物传感与计量学国家重点实验室& nbsp 吴海龙 /p p 　　 strong 初识近红外光谱 /strong /p p 　　曾记得，我在湖南大学本科攻读分析化学专业期间修仪器分析课程时，无意之中获得了董庆年老师编著的红外光谱法一书作为课外自学教材。较详细地知道了借助红外光谱来研究煤这样一个复杂的体系，并用红外光谱跟踪煤相关绿色反应历程，取得较好进展。后来，听说我同班同学李志良老师利用课余时间具体指导的化学计量学研究方向的本科生龙义成同学在北京石油化学研究院为近红外光谱应用尽力，参与编写了化学计量学软件等，开始留意近红外光谱有关内容。尽管认识模糊，但已知有近红外光谱存在这回事了。湖南大学俞汝勤先生研究小组曾于上世纪九十年代初，购置了红外光谱成像仪，想开展化学计量学在红外光谱成像处理方面的研究工作，本人参与相关工作。但后来由于湖南春天实在湿气太重，仪器抽湿维护不够到位等致使仪器成像不清晰而中断了相关研究。虽然也发表了一些论文，例如发表了可用于判断聚合物材料分子链接特性等图像处理方法工作，但遗憾的是没能形成系列成果。 /p p 　　 strong 湖南大学与近红外光谱 /strong /p p 　　曾记得，我同门湖南大学蒋健晖博士、杜一平博士等，在湖南大学获得化学计量学方向分析化学专业理学博士学位后，曾赴日本大阪关西学院大学尾崎幸洋研究室从事与近红外光谱相关的博士后研究，取得了例如结合PLS筛选近红外光谱最佳波长等好工作，而俞汝勤先生2000年以后还招收了有企业近红外光谱应用经验的博士生继续开展近红外光谱分析检测相关的化学计量学方法学研究。不仅探讨了一些带有普遍性的问题，如构建近红外校正模型时，如何保证校正样本具有必需的代表性，并实现代表性样本的自动选择 近红外光谱分析中的波长变量选择，能否建立较通用的自动选择策略 在定量分析建模方面，近红外光谱分析的复杂性使不论信号预处理与校正模型选择均存在较大的多义性，多种模型如何有机融合 在化学模式识别方面，近红外光谱分析的应用潜力如何进一步开发等。本人作为团队主要成员开始接触近红外光谱亦越来越多。本人的一名硕博连读生也积极参与相关研究工作，取得了一批成果。这样，使我们对近红外光谱有了更深入的了解。若干工作包括： /p p 　　1. 吴海龙*，韩清娟，宦双燕，林伟琦，俞汝勤，化学计量学与近红外光谱相结合研究的若干新进展，见陆婉珍等编，当代中国近红外光谱技术，北京: 中国石化出版社，2006年10月，第54-57页。 /p p 　　2. Yan-Ping Zhou, Jian-Hui Jiang, Hai-Long Wu, Guo-Li Shen, Ru-Qin Yu* and Yukihiro Ozaki， Dry film method with ytterbium as the internal standard for near infrared spectroscopic plasma glucose assay coupled with boosting support vector regression，Journal of Chemometrics, 2006, 26 (1-2): 13-21 /p p 　　3. Qing-Juan Han, Hai-Long Wu*, Chen-Bo Cai, Li-Juan Tang, Ru-Qin Yu, Using near-infrared spectroscopy and differential adsorption bed method to study adsorption kinetics of orthoxylene on silica gel，Talanta, 2008,76 (4): 752-757 /p p 　　4. Lu Xu, Yan-Ping Zhou, Li-Juan Tang, Hai-Long Wu, Jian-Hui Jiang, Guo-Li Shen, Ru-Qin Yu, Ensemble preprocessing of near-infrared (NIR) spectra for multivariate calibration, Analytica Chimica Acta, 2008, 616 (2): 138-143 /p p 　　5. Chen-Bo Cai, Lu Xu, Qing-Juan Han, Hai-Long Wu, Jin-Fang Nie, Hai-Yan Fu, Ru-Qin Yu*, Combining the least correlation design, wavelet packet transform and correlation coefficient test to reduce the size of calibration set for NIR quantitative analysis in multi-component systems, Talanta, 2010, 81(3), 799-804 /p p 　　6. Hai-Yan Fu, Shuang-Yan Huan*, Lu Xu, Jian-Hui Jiang, Hai-Long Wu, Guo-Li Shen, Ru-Qin Yu*, Construction of an Efficacious Model for a Nondestructive Identification of Traditional Chinese Medicines Liuwei Dihuang Pills from Different Manufacturers Using Near-infrared Spectroscopy and Moving Window Partial Least-squares Discriminant Analysis, Analytical Sciences, 2009, 25(9), 1143-1147 /p p 　　7. Weiqi Luo, Shuangyan Huan*, Haiyan Fu, Guoli Wen, Hanwen Cheng, Jingliang Zhou, Hailong Wu, Guoli Shen, Ruqin Yu，Preliminary study on the application of near infrared spectroscopy and pattern recognition methods to classify different types of apple samples, Food Chemistry, 2011, 128,(2)：555-561 /p p 　　此外，值得一提的是，近十年来，我们国家重点实验室的林伟英教授课题组在有机近红外荧光探针的合成及其化学生物学应用上取得了系列新进展。 他们开发了新型HClO近红外荧光探针，其被进一步应用于活动物中HClO的近红外荧光成像。近红外荧光染料可为开发近红外荧光探针和生物影像剂提供平台，有望在活体生物成像领域得到重要的应用(J. Am. Chem. Soc. 2011, DOI: 10.1021/ja209292b)。 还合成了新颖的荧光探针分子FP-H2O2-NO。 FP-H2O2-NO在细胞内与H2O2、NO和H2O2NO作用后能产生三组不同的荧光信号。这个独特的优点使FP-H2O2-NO可以作为一个强有力的分子工具来研究生物体中H2O2和NO的相互作用(J. Am. Chem. Soc. 2011, DOI: 10.1021/ja2100577)。还构建了具有大准斯托克斯位移的的pH荧光探针(Angew. Chem. Int. Ed. 2010, 49, 375-379)。揭示了钴离子与探针分子作用后降低卟啉部分的摩尔吸光系数而改变能量传递效率的能量调控机制，由此实现了对钴离子的比率测定(Adv. Funct. Mater. 2008, 18, 2366-2372.)。 该论文被美国科学院院士Timothy Swager在评述期刊Synfacts作为研究亮点专题介绍(Synfacts 2008, 11, 1167-1167.)。而湖南省食品测试分析中心也开展了应用近红外光谱结合化学计量学法在油茶籽油脂肪酸含量测定中的应用研究工作，见(《湖南农业科学》 2013年12期 )。通过透反射模式采集了114个油茶籽油(茶油)样品的近红外光谱(NIR),利用竞争性自适应重加权采样法(CARS)对光谱进行预处理,采用偏最小二乘法(PLS)建立了茶油中棕榈酸、硬脂酸、油酸、亚油酸及亚麻酸5种脂肪酸含量的校正模型,并通过实际测定对模型进行了验证。结果表明:采用近红外光谱技术结合化学计量学方法建立的PLS模型所预测的茶油中棕榈酸、硬脂酸、油酸、亚油酸的含量与实际的化学测定值较接近,而亚麻酸的预测集与实际测定值相关性不理想,仍需进一步研究摸索。这证明近红外光谱法可作为一种快速、无损和准确的方法在茶油主要脂肪酸含量测定中推广应用。 /p p 　　 strong 湖南长沙召开的全国第二届近红外光谱学术会议 /strong /p p 　　我特别难忘的是，中南大学化学化工学院与我们湖南大学化学生物传感与计量学国家重点实验室合作，于2008年11月19-22日期间，在湖南长沙共同承办并顺利召开了全国第二届近红外光谱学术会议。该会议由中国分析测试学会近红外光谱分会主办的，由我们敬爱的俞汝勤院士和陆婉珍院士分别担任大会主席和学术委员会主任。 /p p 　　 strong span style=" font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai " 以下内容摘自仪器信息网 /span /strong /p p 　　 span style=" font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai " 本次大会为近红外光谱工作者提供一个高水平的交流平台，展示了我国近红外光谱的一流研究和应用成果，主要以大会报告和墙报的形式举行，有40余位专家和学者作大会报告、20余位优秀青年学子作分会报告，多次获得国际谷物学会、国际近红外光谱学会大奖的著名近红外专家加拿大Phil Williams教授、国际近红外光谱学会秘书长Ozaki教授等国际知名学者也都在大会作专题报告。 /span /p p span style=" font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai " 　　陆婉珍院士在作大会主旨报告“近红外光谱分析技术必须继续发展”中指出：自从2006年第一届近红外光谱会议以来，这项分析技术已经得到了广大科技工作者的注意并在几十个专业中得到了应用 但是作为一项既快捷又廉价的分析技术，其应用范围仍未达到应有的广泛程度，一方面是由于宣传力度不够(一般大学分析专业的学生只有部分同学了解这一技术)，与此同时在技术上也还存在着一些急待完善的难题，例如：(1)建立大量可长期应用的分析模型，(2)尽快发展便携式仪器，(3)形成公认的标准化方法是有效的宣传途径，(4)结合需要研究适应各种分析对象的光谱采集手段、保证其分析速度，(5)在线分析系统的集成化，(6)近红外光谱与分子结构间关联于应用工作的开展，(7)近红外光谱技术过去是在不断新技术(如光纤、化学计量学及计算技术)的基础上发展起来的，今后希望如能将更多的新技术(如激光光源提高灵敏度、微机制造MENS使其更小型化等)被引入。 /span /p p span style=" font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai " 　　加拿大Phil Williams教授在他的大会报告“近红外光谱：过去、现在和未来(Near-infrared Spectroscopy: the past, the present, and the future)”中系统回顾近红外光谱技术的发展历史，给涉及近红外光谱校正模型的十八个阶段发展作了简洁评论，并指出操作费用低、获得数据可靠、分析速度快使近红外光谱技术具有独特的优势 关于近红外光谱的应用前景应该从定量和定性的观点上进行讨论，定性应用是回答“Does it belong?”，而不是“How much is there?” 只要其定量应用将继续得到广泛的使用，定性应用很可能变得更加普遍 另外，未来近红外光谱仪器的网络化技术也可能比较突出，可望进入越来越多的领域，包括在环境监测和勘探、动物和人类医疗诊断等方面的应用。 /span /p p 　　陆婉珍院士与部分参会代表在一起 /p p 　　本人后来也曾多次参加近红外光谱为主题的国内外学术会议，深切地感受到近红外光谱的强大生命力。同时也深深被国内这样一批科研同行们为发展我国近红外光谱事业而努力艰苦奋斗、呕心沥血的精神所折服、所感动。本人也愿意为我国的近红外光谱事业继续贡献自己的力量。 /p p 　　谨以此文纪念为我国近红外光谱以及石化工业化验检测事业做出杰出贡献的陆婉珍院士和我国国际“化学计量学终身成就奖”获得者之一、中南大学梁逸曾教授。 /p p style=" text-align: right " br/ /p p style=" text-align: right " br/ /p p style=" text-align: right " br/ /p p span style=" font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai " 　　吴海龙 男，理学博士、工学博士(日本)。湖南大学化学化工学院化学教授(二级)、博士生导师，化学生物传感与计量学国家重点实验室前主任、顾问和学术委员会顾问，分析化学国家重点学科长期建设责任人。兼任中国化学会有机分析专业委员会委员和副主任，计算机化学专业委员会委员和副主任 中国仪器仪表学会分析仪器分会常务理事兼化学传感器专业委员会主任、近红外光谱专业委员会理事及近红外光谱分会副理事长等。 /span /p p span style=" font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai " 　　三十多年来，一直从事分析化学、环境监测等领域化学计量学、化学生物传感分析等方向及内容的教学和科研，发表学术论文逾260篇，其中SCI论文逾200篇。曾荣获2003年度国家自然科学二等奖(排名第三)。2012年10月，荣获中国化学会分析化学基础研究最高奖--梁树权奖。 /span /p p span style=" font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai " 　　人生格言： 宝剑锋从磨砺出 梅花香自苦寒来 /span /p p br/ /p

1. 太赫兹技术太赫兹（Terahertz，THz）又称远红外波，被评为“改变未来世界的十大技术”之一，其频率位于0.1 THz至10 THz，如图1所示。从能量辐射角度，太赫兹辐射能量介于电子与光子之间，在无线电领域被称为亚毫米波，在光学领域通常被命名为远红外辐射。太赫兹波段两侧的微波与红外波段技术研究已经非常成熟，且得到了广泛应用。然而，由于太赫兹源的功率强度和太赫兹接收器的探测灵敏度落后于邻近的微波和红外波段，一定程度上限制了太赫兹技术发展，使得该频段很长一段时间被称为“太赫兹间隙”。从本世纪八十年代中期以来，伴随着物理学超快激光技术的发展，太赫兹源越来越强大，探测器也越来越灵敏，太赫兹技术得以迅猛发展。太赫兹时域光谱技术、太赫兹成像技术以及利用非线性效应产生大功率太赫兹是其中为数不多的重大突破，将太赫兹研究推向了中心舞台。太赫兹技术在无极性非金属材料检测方面明显优于传统方法，而且比其他方法有更高的时间分辨率，极大促进了太赫兹技术在无损检测领域应用。图1 THz波频谱分布2. 太赫兹时域光谱系统依据太赫兹波源类型差异，太赫兹检测技术可分为脉冲型和连续型。连续型太赫兹成像系统效率较高，但其频谱宽度较窄且缺乏时间信息。这促使脉冲型太赫兹时域光谱（Terahertz-time domain spectroscopy, THz-TDS）技术成为无损检测与分析领域的“舞台新星”。该技术具有以下独特优点：（1）相干性：由于光电导与光整流产生太赫兹脉冲的独特机制，使得其单色性较好，具有极强时间与空间相干性，太赫兹脉冲的相干长度甚至可以达到ns量级。这一特性使太赫兹相干测量技术得以实现。（2）强穿透性：太赫兹的穿透性与物质的颜色等物理性质无关，仅仅取决于物质的极性，太赫兹无法透过极性物质，而对于纸张、陶瓷以及涂层等非极性材料，太赫兹对绝大部分非极性物质具有极强的穿透性，其透过非极性物质时能量衰减极小。（3）低能性：相较于物质中各种化学键的键能，1 THz单光子能量远低于键能，一般仅仅为4.1 meV，不会引起物质发生电离作用，也就不会导致被测物质损伤，从而保证了该技术的安全性。（4）瞬态性：太赫兹脉冲时间宽度通常仅为皮秒量级，甚至能达到亚皮秒量级，可以用于材料的超快过程研究。（5）特征指纹性：脉冲太赫兹辐射的频谱范围从数百GHz到几THz，而许多生物大分子的振动和转动能级、以及半导体和超导材料的声子振动能级均落在太赫兹频段。分子振动和转动能级在太赫兹频段往往具有独特的吸收峰，这种独特的吸收特性使得每种物质拥有独一无二的指纹吸收谱。因此，特征指纹性使得太赫兹技术在光谱分析和物质识别等方面具有得天独厚的优势和广阔的应用前景。太赫兹时域光谱系统检测原理，如图2所示。图2 太赫兹时域光谱系统原理飞秒脉冲激光器产生飞秒脉冲激光，脉冲激光在光纤中传输会产生色散、偏振以及非线性效应等，这些现象均会对脉冲品质产生不利影响。在光纤中传输后的飞秒脉冲激光首先需要进行色散补偿，再由偏振分束镜将飞秒激光分为探测光和泵浦光两束，探测光将会直接照射在用于探测的光电导天线上，另一束泵浦光先汇聚在太赫兹发射器上并通过光电导天线两侧的偏置电压产生THz脉冲。最后用准直透镜和非球面聚焦透镜对THz脉冲聚焦后，将THz脉冲准直聚焦照射在待测样品上，携带样品信息的THz信号再次经过分束器的反射后返回太赫兹探测器，光电导天线检测器上的探测光通过测量THz电场的变化来获得微弱的电流信号，该电流信号经过锁相放大等操作后转化为THz时域信号波形，最后计算机通过A/D转换器等效采样收集获得样品的THz检测信号。3. 太赫兹无损检测技术研究进展由于太赫兹技术的安全性、高分辨率和无接触非破环性等优点，在无损检测领域备受关注，该技术在检测领域主要可分为以下两个方面：（1）缺陷成像太赫兹（Terahertz, THz）成像技术在许多领域被视为最前沿技术之一，在无损检测中取得了巨大进步。中国矿业大学范孟豹教授课题组在THz成像取得了相关研究进展。2020年，该团队基于时域有限差分数值模型模拟了热障涂层不同脱粘缺陷情况下的太赫兹信号，基于支持向量机方法实现了缺陷自动辨识。同年，发表了太赫兹成像技术进展综述论文。2021年，团队分析了太赫兹图像乘性噪声产生机理，提出基于同态滤波的THz图像增强模型，消除了太赫兹图像局部伪影，提高了图像的边缘强度。同年，课题组结合蜂窝材料纹理提出了新型滤波算子，称为苯环算子，消除了边缘与高斯-泊松噪声在高频混叠现象，提高成像质量。同时，撰写了THz超分辨率成像系统与信号处理技术综述论文。图3 苯环算子去噪方法（2）参数检测参数测量是表征材料服役与状态关键一环，在无损检测行业中备受关注。White首次使用反射式THz时域光谱系统对热障涂层厚度进行检测，但在其研究中取热障涂层折射率为固定经验值，并不能适用不同制备工艺条件和所有服役工况下的热障涂层；Fukuchi提出定位THz反射信号的三个反射峰，通过朗伯比尔定理获得了热障涂层的折射率，该方法需要THz信号的反射峰，不适应于薄涂层与多层结构的涂层。Krimi等人利用广义的Rouard模型来模拟任意多层薄膜内的太赫兹波与物质的相互作用，然而其使用的遗传优化算法存在收敛速度慢、控制变量较多等问题。近年来，随着人工智能方法快速，发展太赫兹与机器学习相结合参数测量方法应用广泛。中国矿业大学范孟豹教授课题组在参数测量方面取得了相关研究进展。2020年，范孟豹教授团队构建了多层涂层太赫兹信号解析模型，提出了基于全局优化算法减小实验与仿真信号间残差，反演出涂层厚度与折射率参数。2021年，课题组提出了差分进化自适应教与学优化算法，平衡全局与局部寻优能力，准确求解出热障涂层材料参数。同年，课题组针对Fuhucki方法需要手动定位反射的问题，提出了将长短时记忆神经网络与太赫兹技术相结合，完成了时域信号中多反射峰自动定位，实现热障涂层厚度与折射率在线测量。2022年，团队从THz参数测量机理出发，分析出折射率测量需要频域信息，据此开展了小波时频研究，并基于卷积神经网络建立了时频图与厚度、折射率间数学映射。同年，团队提出了全新的THz参数测量视角，深入探究了THz波与热障涂层间作用机理，发现了THz信号前两反射峰携带了测厚关键信息，阐述了实验与仿真信号在峰值处吻合度高的原因。据此，提出了基于模型驱动的THzResNet网络新结构，形成了可解释网络框架，最终实验结果表明THzResNet能够准确预测出热障涂层厚度，测量误差小于1%。图4 多反射峰自动定位方法图5 THzResNet新结构4. 总结随着材料科学技术进步，非金属材料应用逐渐广泛，使得具有非接触、非电离、波长短等优点太赫兹技术必将成为无损检测行业新星，解决缺陷成像与光学参数测量的行业痛点问题。作者简介范孟豹，博士，教授，博士研究生导师，机器人工程系主任，专业负责人，入选江苏省六大人才高峰资助计划。2009年6月毕业于浙江大学控制科学与工程专业，获工学博士学位，2015年1月至2016年1月在英国Newcastle University大学做访问学者。主要研究方向为智能机器人感知理论及应用研究。作为项目负责人，主持国家自然基金项目3项、JKW基础加强项目子课题、“863”计划子课题、江苏省自然科学基金面上项目、高等学校博士学科点专项科研基金新教师项目、国家博士后科学基金特别资助项目、国家博士后科学基金面上项目等项目，承担各类项目近30项。在国内外期刊及学术会议上发表SCI收录论文50余篇、EI收录10余篇。申请国家发明专利40余项，授权发明专利25项，出版专著1部。获国家安全生产监督管理总局科技进步一等奖、浙江省科技进步三等奖、中国腐蚀与防护学会一等奖等省部级奖励3项。担任科技部重点研发项目评审专家、教育部和浙江省科技奖励评审专家、国家自然科学基金项目函评专家、重庆与江西省基金项目评审专家，担任IEEE Transactions on Industrial Informatics、IEEE Transactions on Industrial Electronics、Mechanical Systems and Signal Processing、IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement、NDT&E International、Measurement、IEEE Sensors Journal、机械工程学报、中国机械工程等30多个期刊审稿人。欢迎对太赫兹检测技术有兴趣的同行通过邮件联系：wuzhi3495@cumt.edu.cn。近三年课题组与太赫兹检测技术相关的学术论文：(1) 参数测量[1] Binghua Cao, MengyunWang, Xiaohan Li, Mengbao Fan, et al. Accurate thickness measurement of multilayer coatings on metallic substrate using pulsed terahertz technology. IEEE Sensors Journal, 2020, 20(6): 3162-3171.[2] Fengshan Sun, Mengbao Fan, Binghua Cao, et al. Terahertz based thickness measurement of thermal barrier coatings using long short-term memory networks and local extrema[J]. IEEE Transactions on Industrial Informatics, 2022, 18(4): 2508-2517.[3] Fengshan Sun, Mengbao Fan, Binghua Cao, et al. THzResNet: A physics-inspired two-stream residual network for thermal barrier coating thickness measurement [J]. IEEE Transactions on Industrial Informatics, 2022, Early Access.[4] 孙凤山, 范孟豹, 曹丙花, 等. 基于时频关键信息融合的热障涂层太赫兹准确测厚方法. 机械工程学报, 2022. (录用).[5] 曹丙花, 郑德栋, 范孟豹, 孙凤山, 等. 基于太赫兹时域光谱技术的多层涂层高效可靠测厚方法[J]. 光学学报, 2022, 42(01): 127-137.(2) 缺陷成像[1] Binghua Cao, Enze Cai, Mengbao Fan. NDE of Discontinuities in thermal barrier coatings with terahertz time-domain spectroscopy and machine learning classifiers[J]. Materials Evaluation, 2021, 79(2) :125-135.[2] 曹丙花, 李素珍, 蔡恩泽, 范孟豹, 淦方鑫.太赫兹成像技术的进展[J]. 光谱学与光谱分析, 2020, 40(09): 2686-2695.[3] 曹丙花, 张宇盟, 范孟豹, 孙凤山, 等. 太赫兹超分辨率成像研究进展[J]. 中国光学, 2022, 15(03): 405-417.[4] 孙凤山, 范孟豹, 曹丙花, 等. 基于几何纹理与Anscombe变换的蜂窝材料太赫兹图像降噪模型[J]. 机械工程学报, 2021, 57(22): 96-105.[5] 孙凤山, 范孟豹, 曹丙花, 等. 基于混沌映射与差分进化自适应教与学优化算法的太赫兹图像增强模型[J]. 仪器仪表学报, 2021, 42(04): 92-101.

孙旭东华东交通大学机电与车辆工程学院 南昌 330013采收期预测源于精准农业的理念，适时采收是水果提质增效的重要技术手段。过早采收，果实内营养成分未转化完全，影响水果的品质和产量。过迟采收，增加落果、贮藏易烂，加重树体养分的消耗，使树势衰弱，影响次年生产。手持式近红外光谱仪器具有快速、无损和原位测量等优点，是树上水果品质原位检测的最佳技术手段。目前，手持式近红外光谱仪器的模型多在实验室条件下建立。果园环境与实验室相比，存在多种影响因素，诸如温度、阳光等。果园环境下，阳光由早到晚，均处于动态变化中。阳光变化同时影响果实和参比的能量谱。吸光度(A=-log(S-D)/(R-D))，S为果实能量谱，D为暗电流，R为参比能量谱。在实验室建模时通常认为参比能量谱R不变，间隔若干采样次数采集一次参比能量谱，计算吸光度A。但果园环境中阳光是变化的，阳光一方面通过果实进入检测器探头，另一方面阳光变化导致参比能量谱动态变化，这往往容易导致实验室建立的模型在果园中部分失效。我们前期研究发现，果实尺寸越小，阳光的影响越显著，例如透过葡萄果实进入探头的平均阳光信号约占果实信号的1%，而脐橙约为1‰[1,7]。因此，可以从化学计量学角度，视阳光为外部影响参数，应用外部参数正交化(EPO)等方法进行校正，探索实验室模型的果园应用，提高历史数据的利用率，减少重复性的工作。采收期预测是手持式近红外光谱仪果园应用的典型案例之一。澳大利亚Walsh教授团队将手持式仪器成功用于芒果采收期预测，以干物质含量作为采收期预测指标，芒果协会将芒果增收的40%归结为采收期的创新应用[2]。日本、比利时和意大利的科研团队也从事采收期预测的应用研究[4-6]。我们近年也在探索手持仪器的柑桔采收期预测应用，例如验证满足采收标准脐橙果实占比随采收期的变化（图1）[7]、生成采收决策处方图（图2）。果农可以依据采收处方图，合理安排采摘，未来也可以将处方图配对的品质指标和果树位置，下载至采收机械，按图采收，但某种程度上取决于采摘机械的产业应用进程。图1 满足采收标准脐橙随采收期变化曲线图2 脐橙采收决策处方图（紫色代表完熟、橙色代表成熟、粉色代表近熟）我国水果采收期预测尚处于基础研究阶段。技术、仪器和标准等都有待深入。例如，采收期预测标准应视水果种类、用途做出科学调整，例如出口的后熟型水果、立即上市销售和贮藏型水果的采收标准不同，采收期预测也应做相应的调整。参考文献[1] Sun, X., Wang, Z., Aydin, H., Liu, J., Chen, Z., Feng, S. First step for hand-held NIRS instrument field use: Table grape quality assessment consideration of temperature and sunlight chemometrics correction[J]. Postharvest Biology and Technology, 2023, 201: 112374.[2] Granger, A. A. Plant & food research: New Zealand kiwifruit breeding programme [J]. Acta Hort., 2011, 913: 59-62.[3] Walsh, K. B., McGlone, V. A., Han, D. H. The use of near infra-red spectroscopy in postharvest decision support: A review [J]. Postharvest Biology and Technology, 2020, 163: 111139.[4] Osborne, B. G. Applications of near infrared spectroscopy in quality screening of early-generation material in cereal breeding programmes [J]. Journal of Near Infrared Spectroscopy, 2006, 14: 93-101.[5] Bertone, E., Venturello, A., Leardi, R., Geobaldo, F. Prediction of the optimum harvest time of ‘Scarlet’ apples using DR-UV-Vis and NIR spectroscopy [J]. Postharvest Biology and Technology, 2012, 69: 15-23.[6] Peirs, A., Lammertyn, J., Ooms, K., Nicolaï, B.M. Prediction of the optimal picking date of different apple cultivars by means of VIS/NIR-spectroscopy. Postharvest Biology and Technology, 2001, 21: 189–199.[7] 宮本久美. 果樹の生育診断への近赤外分光法の応用 [J]. 農業機械学会誌, 2007, 69(3): 11-14.[8] Sun, X., Guo, F., Liu, J., Chen, Z., Abobatta, W. F., Nawaz, M. A., Feng，S. From lab to orchard use for models of hand-held NIRS instrument: A case for navel orange quality assessment considering ambient light correction[J]. Computers and Electronics in Agriculture, 2024, 219: 108797.

近日，来自山西大学激光光谱研究所、光学协同创新中心，-巴里大学和巴里理工大学跨校物理系波利森斯实验室的联合研究团队发表了《Ppb级中红外石英增强光声传感器，用于使用T型音叉调谐探测DMMP》论文。二甲基甲基膦酸酯（DMMP）被广泛认为是最具代表性的模拟物，已开发并广泛用于DMMP检测的各种气体分析技术。气相色谱（GC）和质谱（MS）分析可以高敏感地鉴定不同的有机磷化合物，但它们在原位监测方面具有几个缺点，包括昂贵和耗时。此外，色谱分析必须由熟练的人员在专门的实验室中进行，不适合小型化。相比，光声光谱（PAS）是DMMP气体水平监测最有前景的技术之一，因为它具有高灵敏度、选择性和快速响应的优势。作为PAS的一种变体，石英增强光声光谱（QEPAS）技术自2002年首次报道以来迅速发展，其中超窄带石英调谐叉（QTF）与两个作为锐利共振声学换能器的声学微共振器（AmRs）在声学上耦合，用于检测声音信号，而不是传统的宽带麦克风。与体积超过10 cm3的传统光声池相比，小体积的QTF更有利于DMMP检测设备的小型化和快速响应。此外，QEPAS技术的显著特点是激发波长的独立性，这意味着可以使用相同的光谱声学器测量具有不同特征吸收光谱的痕量气体。DMMP在9–11.5 µ m的中红外区域显示出强烈的光吸收特征，因此使用高性能中红外量子级联激光器（QCLs）可以在理论上实现高灵敏度的检测。然而，中红外QCL输出光束通常具有较大的发散角，这使得将中红外激光束耦合到具有300微米叉间距的QTF中成为巨大的挑战，因为任何误散射光束击中QTF都会产生大的背景信号。在本研究中，我们展示了种基于定制T型QTF和中红外量子级联激光器（QCL）的小型化集成QEPAS DMMP传感器。T型QTF的叉间距为0.8毫米，具有约15,000的高品质因数，避免了由误散射光引起的背景信号，从而在ppb水平上获得最佳检测限。通过使用掺入DMMP的真实室外空气对传感器进行测试，以验证其有效性。实验部分：检测波长和光学激发源的选择强有力的靶向吸收带对于DMMP检测至关重要，因为实际应用需要具有亚百万分之一灵敏度的传感装置。由于其高输出功率、紧凑性和窄的光谱线宽，QCLs在中红外光谱区域已成为最多功能的半导体激发源。考虑到激发波长和激光源的大小，宁波海尔欣光电科技有限公司为该实验提供了一个发射波长为9.5 µ m，线宽为2 MHz的QCL激光器（QC-Qube 200831-AC712）作为DMMP-QEPAS传感器的激发源，其输出功率稳定性Fig. 2. QCL emission wavelength and output optical power as a function of driving current in amplitude modulation operating mode with a duty cycle of 50 %. QCL laser: HealthyPhoton, QC-QubeQCL laser driving circuit:: Healthy Photon, QC750-Touch&trade 结论基于QEPAS的传感器由于其波长独立性具有很高的多功能性，这使得通过替换激光源可以检测各种神经毒剂。在本研究中，首次开发了一种紧凑尺寸和可靠性能的ppb级QEPAS DMMP传感器。选择了9.56 µ m的激发波长，这是最强的DMMP吸收带，不受H2O和CO2的干扰。优化了主要系统参数，包括激光激发功率、气体压力和调制频率。最终，在0至1.5 ppm范围内验证了传感器的线性，并在300毫秒的积分时间下实现了6 ppb的最低检测限。我们使用真实室外空气作为载气检测了500 ppb的DMMP，并获得了与以零气作为载气时相同的信号幅度，从而验证了传感器的高选择性。参考Ppb-level mid-IR quartz-enhanced photoacoustic sensor for sarin simulant detection using a T-shaped tuning fork, Sensors & Actuators: B. Chemical 390 (2023) 133937, https://doi.org/10.1016/j.snb.2023.133937

香港城市大学王锋教授团队通过调控过渡金属-稀土离子间能量传递过程，首次报道了一种具有高量子效率、超大半峰宽以及高热稳定性的新型双钙钛矿近红外荧光粉La2MgHfO6:Cr3+/Yb3+，其在快速无损结构检测方面表现出优越的性能。近红外荧光转换型发光二极管（NIR pc-LED）凭借其发光效率高、宽谱输出、结构紧凑、寿命长、电能消耗低等优势，在安全监测、食品安全、现代农业、夜视、医疗诊断等领域展现出了巨大的应用潜力。NIR pc-LED的器件性能直接由近红外荧光粉决定，因此开发与蓝色LED芯片匹配良好的高效近红外宽谱发光材料至关重要。然而，目前报道的近红外发光荧光粉仍然存在发光效率低、半峰宽窄、热稳定性差等不足，同时其发射光谱在950 nm以后存在明显缺失，一定程度上限制了其在市场中的商业化。针对上述问题，香港城市大学王锋课题组和河北大学索浩博士首次报道了一种新型双钙钛矿荧光粉La2MgHfO6:Cr3+/Yb3+，其展现出了热稳定性优异的高效近红外宽谱发射。相关结在线果发表在Laser & Photonics Reviews上。该研究团队采用传统高温固相设计合成了双钙钛矿荧光粉La2MgHfO6，它具有两个八面体格位(Mg和Hf)和一个十二面体格位(La)供Cr3+和Yb3+占据。基于Rietveld结构精修和第一性原理计算，研究人员证明Cr3+离子倾向于同时取代具有较低晶体场强度的[MgO6]和[HfO6]六面体，这种多格位发光有利于实现超宽谱近红外发射。通过调控Cr3+→Yb3+间能量传递过程大幅度提高了近红外发光的内/外量子效率、半峰宽以及热稳定性，分别达到69%/18.4%，333 nm以及81.6%@423K。研究人员进一步将该荧光粉与蓝光LED芯片结合制备成小型近红外发光二极管，展示了优异的光电转换特性。该器件可以作为近红外光源可以用于夜视照明和生物穿透成像，同时它在在快速无损结构检测方面也表现出优越的性能。该工作为设计宽带近红外发射荧光粉提供了一种新颖的切入点，在工业检测和医疗诊断等实际应用方面具有指导意义。

茶是世界上最有价值和最流行的饮品之一，茶叶不仅可以提高机体免疫力，而且可以对抗疾病。红茶在世界茶产品中是主流的消费产品，中国生产的祁门红茶是世界三大高香红茶之一，它具有独特的果香气味，受到很多人的青睐。随着人们对红茶需求的不断增加，红茶的品质越来越受到重视。目前，茶叶市场存在以次充好的现象，但仅凭感官评价正确分辨茶叶品质好坏是比较困难的，而无损检测具有快速、精确和评价标准稳定的特点，因此实现茶叶的快速无损鉴别是十分必要的。本文利用近红外高光谱成像系统(900~1700 nm)对祁门红茶的6个等级进行分类，比较分析了PCA、MDS、t-SNE和Sammon四种不同降维技术，建立SVM和极限学习机(Extreme Learning Machine,ELM)模型并生成高光谱图像像素空间分类图。应用的900-1700nm高光谱相机，可采用杭州彩谱科技有限公司产品FS-15。短波近红外高光谱相机，采集速度全谱段可达200FPS,被广泛应用于成分识别，物质鉴别，机器视觉，农产品品质，屏幕检测等领域。1.2实验方法1.2.1数据采集近红外高光谱采集仪的光谱范围为900~1700 nm,光谱分辨率为3nm,共256个波段。在实验中将茶叶样本均匀的平铺在直径为5cm,高为2cm的圆形容器中，放在前进速度为1.68 cm/s的移动台上进行图像采集，曝光时间为20 ms,镜头与样本之间的距离为32 cm。为避免外部光线影响，高光谱图像的采集过程在暗箱中进行。原始高光谱图像噪声较大，故对其进行图像校正。本文采用黑白校正和最小噪声分离变换(Minimum Noise Fraction,MNF)方法对原始数据进行去噪处理。使用ENVI5.3软件，提取50×50像素中心区域作为感兴趣区域(Region of Interest,ROI),计算其平均光谱作为样本的原始光谱。各等级的茶叶样本按照3:2分为训练集和测试集，训练集包含288个样本，测试集包含192个样本。1.2.2数据处理1.2.2.1数据预处理图像采集过程中受到暗电流噪声、探测器灵敏度和光学传输特性等因素影响，导致采集的图像质量受到影响，需要对采集图片进行黑白校正。在相同的采集条件下，分别采集反射率接近100%的白帧图像和反射率接近为0%的黑帧图像。2结果与分析2.1 样本光谱特征由于卤素灯在初始阶段光照强度不均匀以及仪器噪声影响，为了保证数据的准确性和实验结果的可靠性，剔除900~980 nm和1650~1700 nm,选取光谱范围在980~1650 nm的203条光谱带作为祁门红茶的原始光谱数据。所有样本的原始光谱曲线如图1所示，光谱数据受到随机噪声和散射效应的干扰，需要对其进行预处理。本文对原始光谱分别采用SG平滑滤波(Savitzky-Golay Filtering,SG)、标准正交变换(Standard Normal Variate,SNV)、多元散射校正(Multiplicative Scatter Correction,MSC)、SG-SNV和SG-MSC等算法对数据进行预处理。SG可以消除或减弱随机噪声，SNV和MSC用来校正散射现象，SG-SNV和SG-MSC对原始算法进行了优化。实验结果表明，SG-SNV预处理效果优于其他算法。该算法有效地修正了光散射引起的光谱基线漂移问题，使光谱的吸收峰位置更加突出，光谱曲线如图2所示。祁门红茶6个等级的平均光谱曲线如图3所示，不同等级的茶叶在三个峰处反射率差别较明显。由此可知，高光谱成像技术可建立分类模型对6个等级的祁门茶叶进行识别。2.2 高维数据可视化利用MDS、Sammon、t-SNE和PCA等算法对高光谱图像进行高维数据的低维可视化。实验结果如图4所示，不同颜色的聚类代表不同的茶叶等级，只有t-SNE可以将6个等级的茶叶明确区分。如图4(a)、图4(b)、图4(d)所示，MDS和PCA不能将G1和G4完全区分开，Sammon不能将G5、G6以及G1、G3完全区分开，主要原因是该样本具有相似的光谱特征。与PCA和MDS相比，Sammon对6个等级祁门红茶的可视化效果较差。由于Sammon映射没有显式地表示转换函数.该算法只是提供了一种度量方法来衡量转换结果，故分离簇的能力不强。PCA和MDS无法保持高维空间的数据结构，因其只利用了远处数据点的信息，所以分离簇能力较弱。如图4(c)所示，与其他算法相比，t-SNE能够捕获数据的非线性和邻域信息，故可呈现较好的可视化效果。由实验结果可知，t-SNE识别最大分离簇数的能力优于PCA、MDS和Sammon。光谱数据进行判别的实验结果。其中，SVM模型惩罚系数c为1.2,核函数系数g为2.8,ELM模型的隐层节点数为5。由实验结果知，SVM和SG-SNV-SVM模型，训练集和测试集的准确率分别为100%。ELM模型的识别效果较差，ELM模型的训练集和测试集准确率分别为90.27%和85.93%,SG-SNV-ELM模型的训练集和测试集识别率分别为98.61%和96.35%。预处理之后的SVM模型分类精度没有发生变化，而经过预处理的ELM模型分类精度显著提高。由此可知，SG-SNV预处理对ELM得到有效应用。图5是不同模型的混淆矩阵结果。图5(a)混淆矩阵结果存在较多识别错误，G2中10个样本和3个样本被分别识别为G1和G4,G3中3个样本被识别为G4,G4中3个样本被识别为G3,G5中1个样本和3个样本被分别识别为G4和G6,G6中4个样本被识别为G5。图5(b)混淆矩阵结果出现少量识别错误，G3中1个样本被识别为G1,G4中4个样本被识别为G2,G6中1个样本被识别为G5。图5(c)和图5(d)的混淆矩阵结果完全正确。为了可视化6个等级祁门红茶的差异，对不同等级茶叶的像素光谱信息建立SVM和ELM识别模型，实验结果如图6示。如图6(a)所示，提取灰度图像，如图6(b)、图6(c),祁门红茶等级分类图由上到下依次为一级、二级、三级、四级、五级和六级。由图6(b)所示，SVM模型将6个等级的祁门红茶识别为各自相应的等级，但也存在一些像素点分类错误，特别是圆形容器边缘的误分类尤为明显。由图6(c)所示，ELM模型的分类图中不仅边缘像素存在误分类，而且各等级之间存在严重误分类。除去边缘分类错误，造成不同等级茶叶误分类的主要原因是光谱的相似性。误分类的另一个原因可能是茶叶的纯度，例如，将低等级的茶叶掺入高等级茶叶中进行混合售卖盈利。SVM模型的识别结果优于ELM模型。因此，SVM有较好的识别效果和性能。3结论本文利用近红外高光谱成像技术，结合SNV-SG、PCA、MDS、Sammon及t-SNE算法，基于光谱特征，分别建立祁门红茶等级快速无损识别的SVM模型和ELM模型。结果显示，t-SNE能更好地分离不同等级的祁门红茶，其高维空间邻近数据点的信息可以保持低维空间中的数据结构。基于光谱特征的SVM模型和ELM模型的测试集识别率分别为100%和96.35%。因此，近红外高光谱成像技术结合机器学习在茶叶产品分类的应用领域具有很大潜力。

报告亮点阐述: 高纯度生物样品的获取是生物学功能研究的前提和基础，同时生物分离过程是生物技术产业化的必经之路。特别是“精准医疗”计划的提出为靶向富集和分离材料的开发，提出了更高的要求，迫切需要开发新一代对开发目标生物分子具有高亲和力，特异性识别的富集和分离材料。然而这类材料的开发非常具有挑战性，这是因为生物样品种类繁多，结构各异，高度复杂，同时有价值的生物样品在血液或组织液中的含量极低。蛋白等物质在细胞中分布还具有动态不均一性，在不同人种，年龄，性别，病理阶段具有非常显著的差异性。通过学习和模仿生物分子间特异性相互作用，结合智能聚合物构象转变，开发出的生物分子响应性聚合物很好地切合了这一需求，能够实现对目标生物分子的精准捕获，将在生物分离和分析领域，获得广泛的应用。这一方向融合了智能聚合物、主客体化学、微纳米器件构筑、精准测量和生物医学，是目前新兴涌现的一个学科方向，具有鲜明的开创性和广阔的应用前景。研究生物分子在材料表面的吸附动力学行为，对于揭示材料对目标分子的选择性吸附能力，以及材料吸附生物分子后，表面所发生的显著变化，是一项非常有趣的工作。报告将讲解石英晶体微天平(QCM-D)技术在分离分析化学中的应用，帮助研究人员更好地去理解生物界面行为，揭示吸附背后的精彩故事。 报告人简介：卿光焱，博士，中国科学院大连化学物理研究所研究员、博士生导师。长期从事生物分离材料与器件方面的基础研究，已在包括Nat. Commun., J. Am. Chem. Soc., Angew. Chem. Int. Ed., Adv. Mater., Chem. Sci.等化学和材料领域权威刊发表SCI论文100余篇，相关技术获得中国发明专利授权20项。主持国家自然科学基金优秀青年科学基金，面上项目4项等。目前担任《色谱》青年编委，Chin. Chem. Lett.编委，Chemical Synthesis青年编委等。 报告时间：2022年7月7日(周四) 上午10点报告地点：腾讯会议（会议号报名后另行通知）报名方式：复制下方报名链接至微信搜索框，点击“访问网页”在线填写https://doc.weixin.qq.com/forms/AHUAGgcQAAkACwA1AbmAHUKesSVrfzTHfQSense技术简介： 具有耗散因子检测功能的石英晶体微天平（QSense）是瑞典百欧林科技有限公司的专利技术，可提供多个频率和耗散因子数据，用于测定非常薄层的吸附层的质量，并同步提供粘弹性等结构信息。 该技术可对多种不同类型表面的分子相互作用和分子、纳米颗粒及细胞吸附进行研究，同时可以检测分子的结构变化以及吸附与解析的动态过程。 该仪器应用范围包括生物技术和医疗器械、蛋白质、核酸、多糖等生物分子和细胞/细菌、生物传感器、食品、高分子聚合物、环境膜处理、纳米颗粒、石墨烯、自组装材料、锂电池/超级电容器等，从纳米到微米尺度的物质与界面之间的相互作用及物质的环境响应。 既往相关讲座：Ÿ 马春风教授 华南理工大学报告题目：石英晶体微天平(QCM-D)技术如何解决海洋防污中面临的难题Ÿ 宋君龙教授 南京林业大学报告题目：石英晶体微天平(QCM-D)技术及其在木质纤维素利用中的应用Ÿ 郑靖研究员 西南交通大学报告题目：石英晶体微天平(QCM-D)技术在唾液润滑研究中的应用Ÿ 王敏博士 瑞典百欧林报告题目：QSense 耗散型石英晶体微天平技术(QCM-D)原理及应用Ÿ 申涛工程师 瑞典百欧林报告题目：QSense耗散型石英晶体微天平（QCM-D）在生物和食品领域的应用Ÿ 张洪斌教授 上海交通大学报告题目：石英晶体微天平(QCM-D)技术在乳状液界面膜粘弹性与物理稳定性研究中的应用Ÿ 王敏博士 瑞典百欧林报告题目：耗散型石英晶体微天平（QCM-D）在锂离子电池研究领域的新应用Ÿ 姜威教授 山东大学报告题目：石英晶体微天平技术探究颗粒污染物的环境界面过程Ÿ 杨晓泉教授 华南理工大学报告题目：Langmuir膜分析仪及石英晶体微天平(QCM-D)在食品科学研究的应用Ÿ 杨哲博士 香港大学报告题目：石英晶体微天平(QCM-D)技术及其在环境膜材料领域中的应用Ÿ 苗瑞副教授 西安建筑科技大学报告题目：QSense耗散型石英晶体微天平技术在超滤膜污染机理领域的应用研究Ÿ Netanel Shpigel博士 以色列巴伊兰大学/美国德雷塞尔大学报告题目：QSense耗散型电化学石英晶体微天平在电池及超级电容实时研究中的应用Ÿ 罗日方副研究员 四川大学报告题目：石英晶体微天平(QCM-D)技术在血液接触材料表面改性领域的应用 如需相关讲座视频请联系百欧林索要，联系电话： 400 860 5169 分机号1902

应用案例分享[高光谱成像技术]面粉无损检测 背景面粉(小麦粉)是中国北方大部分地区的主食，用面粉制成的食物品种多样，如：面条、馒头、水饺等。生活中我们都是依据外包装上的高筋粉、中筋粉、低筋粉、全麦面粉等信息进行采购。很多人在购买面粉的时候会误以为"高筋面粉=高精面粉"，其实"高精"的意思简单说就是高级精制，它只表示小麦的加工工艺，并不能说明面粉的筋度，其蛋白质的含量，决定面粉的“筋度”，即高筋、中筋、低筋。同时，面粉中蛋白质、淀粉、脂肪、矿物质的含量会直接影响面粉的等级。高光谱成像技术不仅有样品图像的信息，并且还可以获得图像上每个点的光谱数据，光谱可以反映特定波长的特征信息，从而获得更全面、更可靠的结果，以及更精确的信息，如糖、脂肪和蛋白质等等。随着生活水平的提高及食品产业规模化，食品品质的提高和改良倍受关注。传统的化学检测手段、精度、效率都不高。亟需建立一种新的能够应用于面粉质量分级的快速无损检测方法。实验设置基于漫反射方式采集面粉的高光谱数据，我们用Camlin型号VNIR-HR(光谱范围400-1000nm)和NIR-HR+(光谱范围900-1700nm)范围内反射光谱，建数学模型，分析面粉种类、颜色、淀粉、蛋白质、脂肪含量等指标，实现对面粉品质的无损检测。(1)VNIR高光谱相机下的测试结果主成分分析图像通过测试用的是VNIR高光谱相机(波长范围400-1000nm)从光谱图中可以看到在580nm附近有特征峰。(2) NIR高光谱相机下的测试结果主成分分析图像通过测试用的是NIR高光谱相机(波长范围900-1700nm)从光谱图中可以看到在970nm、1300nm附近有特征峰。高光谱成像技术在本应用中的独特优点：可以同时获取样品图像和光谱信息，该方法具有不破坏样本原貌，不使用化学试剂、检测快速等优点，避免了人工鉴别方法易受主观因素影响，属于在线快速检测和全检，实用性强，性价比高。1. 无损快速检测2. 全波段测试3. 支持集成、二次开发下表中涂黄部分是此次测试过程中使用的高光谱相机的产品参数:SpectralVNIR-SVNIR-HRNIR-HRNIR-HR+UnitsSpectral Range400 to 1000900 to 1700nmSpectral Resolution810.731.5nmSpectral Bands*892 / 446 / 223830 / 415 / 208250500-Spatial pixels14001600320640pixMaximum line frame rate120120344300lf/sSmile and Keystone errorSub-pixel across the spectrograph output field-InterfaceGiGe- 结论：通过采集面粉的高光谱图像和可见-近红外光谱信息，进一步建模型可分析出面粉中的蛋白质、淀粉、脂肪等的含量，跟国标和常规化学检测方法对比，结果可靠，可实现快速无损检测，且成本低。这能减少整个供应链的浪费，并提高消费者对产品感受的一致性。

香蕉是中国岭南特色水果之一，香蕉在采收和运送过程中往往处于绿硬期(青香蕉),在此过程中易受到各种碰撞损伤。不同类型碰伤均可加速香蕉果皮活性氧的积累进而导致香蕉果实的衰老腐败 青香蕉受到碰撞损伤后，微生物容易侵染损伤部位，经过催熟过程中的乙烯释放和果实软化后，造成於伤腐烂或黑斑花脸，严重影响其色泽品质和销售价格。因此，亟待寻找一种快速无损检测青香蕉碰撞损伤的方法。为探究有效检测青香蕉早期轻微碰撞损伤的方法，本文结合青香蕉的结构特点利用高光谱技术找出青香蕉关于碰撞损伤特性的特征波长段，实现碰伤程度的区分与可视化。研究为开发青香蕉表面碰伤快速无损检测系统，提高香蕉经济效益具有重要意义。1.材料与方法1.1青香蕉碰撞损伤程度分类青香蕉的品质分级标准14中，果身表面的机械类损伤面积是一个重要指标。标准规定，果身表面无碰压伤的青香蕉属于优等品；碰压伤面积小于1cm² 的属于一等品；碰压伤面积为1～2 cm² 的属于二等品；碰压伤面积大于2cm² ,属于劣等品将不进入市场。将碰伤的香蕉置于温度15℃、相对湿度88%的恒温恒湿环境中保存48 h取出切开，损伤面积如表所示。1.2 高光谱图像采集系统试验可采用彩谱科技有限公司的高光谱成像仪，主要包括高光谱相机、光源、载物台、滑轨、计算机控制硬件和软件系统。光源采用仪器自带的卤素灯，光谱仪的光谱范围为400～1000 nm,采样间隔为2.39 nm,将光谱范围分为256个频带范围。仪器扫描的具体参数设置：曝光时间20 ms,移动台前进速度1.4 cm/s,回退速度2cm/s,镜头与样本距离42 cm。本研究使用的光谱数据由256维图像组成。区别于三维的RGB图像，高光谱图像的数据信息高维且冗余，如果对每份样品的所有图像进行处理，不仅工作量庞大且后续的建模效果不佳。如图所示是同一份样品在不同波段下(500、600、700、800nm)的图像，对比可知：不同波段下的图像其呈现出的碰伤情况存在差异。因此探究青香蕉关于碰撞损伤的特征波段，利用特征波段下的图像提取碰伤部位的光谱数据，可为后续的检测模型提供可靠且精准的数据集。2结果与分析2.1 原始光谱数据预处理结果使用软件进行预处理，首先对原始光谱进行多项式平滑法处理，再采用多元散射校正法对光谱进行预处理，以降低极限漂移和散射效应。对原始样本数据集如图a先进行SG处理，将处理后的光谱曲线再进行多元散射校正法处理。处理后的效果如图b所示。可以看出，预处理后的光谱曲线修正了部分反射率为1的数据，总体曲线更加归一且平滑，噪音点减少，曲线的凹凸处变少。说明该预处理方法效果较好，后续研究所用的光谱数据皆为经过SG和MSC方法预处理后的数据。2.2基于BP神经网络的检测模型和可视化碰伤等级图像通过图像分割流程，将918张灰度图像进图像分割，提取香蕉碰伤部位的轮廓区域，同时利用图像全像素点下的反射率数据，用光谱反射率数据去表示碰伤轮廓区域的每个像素点所代表的信息。对健康样品、轻度碰撞伤样品、中度碰撞伤样品、重度碰撞伤样品的测试集的识别准确率分别为97.53%、92.59%、93.82%和96.29%,平均碰伤程度的判断准确率为95.06%。为了更好地展示分类结果，同时考虑检测的可视化，对每一个像素点用“00”代表健康，标记为黄色RGB(255,255,0) “01”代表轻度碰撞伤，标记为蓝色RGB(67,142,219) “10”代表中度碰撞伤，标记为紫色RGB(128,0,128) “11”代表重度碰撞伤，标记为红色RGB(255,0,0)的方式进行最后的输出显示。其中区域的总体识别结果若有85%以上的相同数值和颜色，那么本区域都用此数值和颜色进行归一显示，最后的可视化图像如图所示。3.结 论本文以青香蕉为研究对象，利用高光谱成像仪采集青香蕉健康表面和不同碰伤程度香蕉的光谱反射率数据和不同波段下的图像信息，结合特征变量筛选对青香蕉的碰撞损伤程度进行了研究，主要结论如下：1)采用3种类型的支持向量机算法，验证了青香蕉碰撞损伤的识别机理以及采用光谱数据和图像信息结合进行无损检测的合理性。2)对通过预处理和异常样本剔除后的数据进行特征波长提取和验证，得到9段特征波长。3)通过获取特征波长段下的图像，提取碰撞损伤区域的轮廓分布边界数据以及该区域的每个像素点对应的光谱反射率数据。将此数据作为BP神经网络的输入层进行训练，最后得到的模型对健康样品、轻度碰撞伤样品、中度碰撞伤样品、重度碰撞伤样品的测试集识别准确率为97.53%、92.59%、93.82%和96.29%。