表面增强拉曼光谱的研究进展

本文从提高表面拉曼光谱检测灵敏度和空间分辨率两个方面的发展叙述表面增强拉曼光谱和针尖增强拉曼光谱的原理、方法、特点以及最新进展。对利用表面增强拉曼光谱和针尖增强拉曼光谱研究金属表面上分子吸附等方面的应用进行总结 ,并对他们的应用前景做了预测     

以向量夹角为判据的拉曼光谱基线校正

以采样动态流质样品阿司匹林反应液的拉曼光谱作为研究对象,向量夹角作为判据选择SavitzkyGo1ay平滑窗口宽度,对拉曼光谱进行分区间线性拟合基线校正。校正后的拉曼光谱与原始光谱的相关系数为0.9377,结果优于多项式拟合基线校正和db9小波滤波。     

汽油多参数拉曼光谱分析仪中的稳健支持向量机方法

由于拉曼光谱可以反映汽油各有机物基团丰富的信息,拉曼光谱更加适合于汽油质量指标的快速分析,并可同时测定多种参数.为避免少量异常训练样本对校正模型的影响,本文采用了一种迭代的稳健支持向量机算法.该方法首先求取训练样本的回归残差,然后利用残差的正态分布置信区间来鉴别异常样本并选取正常样本,最后用选出的正常样本作为训练样本并建立最小二乘支持向量机模型,对测试样本进行预测.将本文的算法应用于汽油多参数拉曼光谱快速分析仪中,结果证明:该方法具有很好的稳健性,同时具有很好的预测精度.     

基于拉曼光谱的微结构应力测试方法

讨论了利用拉曼光谱来定量分析由单晶硅和多晶硅材料构成的微机械结构应力测试方法,说明了该方法的基本原理,推导了单晶硅应力σ与相对拉曼频移△ω及多晶硅应力τ与相对拉曼频移△ω的关系,使基于硅体系的拉曼应力测试公式体系化.应用拉曼光谱测试方法对微加速度计悬臂梁和微谐振器支撑梁进行了应力测试.     

基于拉曼光谱的三组分食用调和油快速定量检测

应用激光拉曼光谱技术结合化学计量学方法实现了三组分食用调和油中菜籽油、花生油和芝麻油的快速定量检测。分别采用标准正态变量变换(SNV)+去趋势(de-trending)算法和正交信号校正(OSC)算法对600~3 000cm-1波段的原始拉曼光谱进行预处理。建立了基于非线性支持向量机(SVM)和线性偏最小二乘(PLS)回归算法的定量分析模型,并采用19个预测集通过外部交叉验证法对模型进行验证。实验结果显示:对含有菜籽油、花生油和芝麻油的三组分食用调和油,以OSC预处理后建立的线性PLS模型预测效果最好,其验证集决定系数R2p分别为0.990 4,0.965 8,0.977 1,均方根误差(RMSEP)分别为0.018 8,0.037 9,0.026 2。研究结果表明,利用激光拉曼光谱结合化学计量学方法快速定量检测三组分食用调和油中菜籽油、花生油和芝麻油的含量具有可行性,并获得了较高的预测精度。     

工业水处理中有机污垢含量近红外光谱分析模型

在工业水处理系统中,有机污垢所形成的生物膜会增加设备能耗和设备清洗维护成本。在研究了当前污垢监测现状的基础上,将近红外光谱技术应用于有机污垢的监测,极大地提高了监测效率。研究了化学计量学中的偏最小二乘建模法、正则化径向基函数人工神经网络建模法以及二者结合的混合建模法,建立了样本光谱数据与性质数据的校正模型。对比分析了三种建模方法的模型预测效果。结果显示,偏最小二乘法非线性较差;人工神经网络建模预测效果较好,但数据计算量大;混合建模预测效果较好,而且计算数据量小,效率高。     

近红外光谱的数据预处理研究

近红外光谱数据的预处理是后续光谱定标预测和模型传递的基础，对于可靠地获得准确分析结果具有很重要的作用。本文结合小麦近红外光谱的分析，应用高斯一阶、二阶导数小波变换方法对光谱数据进行预处理，获得理想效果。     

注入锁定腔增强拉曼光谱微量气体检测技术

为了提高微量气体的拉曼散射强度,本文设计并搭建了注入锁定腔增强拉曼光谱微量气体检测平台。半导体激光器(波长为638nm,功率为15mW)输出到由三块高反镜组成的V型增强腔中,结合注入锁定技术,腔内激光强度达到7.5 W,实现了500倍的增强效果。利用该实验平台对微量单一气体及其混合气体进行了拉曼检测,并根据拉曼特征谱峰选取原则及信噪比大于3的原则,确定了H2、CO、CO2、CH4、C2H6、C2H4、C2H2的特征拉曼谱峰分别为4 156,2 143,1 388,2 918,2 955,1 344,1 975cm-1,最小检测极限分别为10.2,21.7,9.4,2.1,8.9,4.9,3.3Pa。腔增强拉曼光谱法可以实现微量同核双原子气体检测及利用单一波长激光的混合气体同时检测,具有替代气体检测传统光谱方法的潜力。     

拉曼光谱在中药注射剂鉴定中的应用初探

分析了中药注射剂的重要作用,探讨了利用拉曼光谱进行中药注射剂鉴定的可行性。运用拉曼光谱检测了中药灯盏花素注射剂和红花注射剂,并对其拉曼谱图进行了分析。灯盏花素注射剂和红花注射剂的拉曼谱图中虽然荧光背景很强,但依然包含了不少有用信息,这表明利用拉曼光谱鉴定中药注射剂是可行的,但是测量技术和技巧还有待进一步提高。     

紫外-可见光双通道拉曼光谱仪光学设计

紫外拉曼光谱技术具有高强度拉曼散射、无荧光干扰的特点;可见光拉曼光谱技术可实现低波数、高分辨率探测。为兼具两种激发波长的优势,设计了一款对称分布的双Czerny-Turner光路聚焦于一个探测器的双通道拉曼光谱仪。通过元器件的选型和初始结构的计算,在不增加多余元器件的情况下,对弧矢方向像散进行补偿,避免了像面上的能量损失。配合Zemax软件对双通道光谱分别进行建模优化,最终实现了对400~5000 cm^-1（266 nm激发）和50~3500 cm^-1（633 nm激发）两段光谱的同时探测。均方根半径、点列图和调制传递函数等评价指标有效验证了设计的合理性和可行性。结果表明,两套拉曼光谱仪分别可达8 cm^-1和5 cm^-1分辨率,本设计具有高分辨率、低波数、多波长激发、集成化等优势。     

典型食用油的荧光光谱特性与拉曼光谱特性研究

本文结合激光诱导荧光技术和激光拉曼技术,建立了基于光谱分析的食用油快速分析系统,并利用此系统测量了多种油类样品的荧光光谱及拉曼光谱信号,结果表明,油类样品存在极为丰富的荧光信号和拉曼信号,不同种类的油类样品信号存在较大差异。因此,食用油的激光诱导荧光光谱和拉曼光谱可以作为食用油安全快速检测的一种依据,适于发展快速监测仪器。     

拉曼光谱的应用及其进展

本文简述了拉曼光谱的原理、特征及其在应用上的优越性。介绍了几种新的拉曼光谱技术及拉曼光谱技术在食品、材料化学、医药等领域的最新研究及应用进展。重点讨论了近年来该技术在食品质量检测、环境保护、细胞和组织的癌变方面的最新进展,并对其应用前景进行了展望。     

激光拉曼光谱相似性测度方法

现代固体激光器、光谱仪技术和软件技术的进步使激光拉曼光谱快速进入实用阶段,并开始广泛地用于物质结构分析与鉴定。文章详细地阐述了拉曼光谱的基本原理,指出拉曼光谱的本质是可见/近红外光谱,重点对采用激光拉曼光谱进行物质鉴别分析时常用的三类相似性测度方法——距离测度、相似性函数和峰匹配作了深入的分析,并就各种方法的特点做了说明     

基于多维时间序列模型的内燃机磨损状态预测研究

现有的油液光谱数据预测方法仅考虑单一数据内部前后间的联系,忽视不同种类数据间的相互影响。多维时间序列模型能够将多种元素光谱数据融合起来同时进行建模,利用所建模型对光谱数据进行预测,提高预报精度。通过内燃机台架实验获得多种元素的光谱数据,选择典型的磨损元素Fe和Al、污染元素Si以及添加剂元素Mg作为分析元素,通过分析找出相关性较大的元素,利用多维时间序列模型对其进行预报,从而对内燃机的磨损状态进行准确判断。结果表明,将多维时间序列模型引入油液光谱数据预报能对内燃机的磨损状态进行准确预测。     

拉曼特征峰提取在多组分混合溶液检测中的应用

拉曼光谱作为一种快速、无损检测技术受到越来越多的关注,已经广泛应用于食品安全监督、纺织纤维分析、危险品和毒品的检测、考古鉴定等多个领域。本文主要利用不同物质的拉曼光谱所具有的明显特征峰,提出了一种基于拉曼光谱特征峰提取的多组分混合溶液检测方法。该方法可以直接测得混合溶液的激光拉曼光谱,然后经过光谱预处理与特征峰提取、特征峰匹配的方法,能够定性的识别出混合溶液中的主要物质成分。利用甲醇、甲苯、丙酮、乙醇分别进行混合识别,从而验证了算法的有效性。实验结果表明,整个识别过程快速、有效,需要样品量少、无需前处理,测试过程对样品无损,不产生化学污染物,是对混合溶液检测的一种有效方法。     

便携式拉曼光谱仪的应用研究现状及展望

便携式拉曼光谱仪正成为一种现场快速、非接触、无损伤检测的重要工具,它可以直接确认爆炸物和化学危险物质,特别是对于液体样品的检测具有明显的优势.本文介绍了拉曼光谱检测技术的基本原理及特点,追踪了国内外主流便携式拉曼光谱仪的研究现状,针对表面增强拉曼光谱仪的应用趋势作了详细阐述和分析,最后展望了便携式拉曼光谱仪的研究发展方向.     

重整汽油在线拉曼分析系统开发与工业应用

针对催化重整装置的优化需要,研制开发了一套新的在线拉曼分析系统。系统硬件由采样单元、分析主机以及连接两者的远距离光纤构成;系统软件包括光谱获取、非线性模型计算和数据通信等部分。该系统已应用于某一工业重整装置,以实现对重整汽油研究法辛烷值(RON)与其他关键参数的在线分析。通过连续九个月的现场运行表明系统运行良好,包括RON在内的分析数据可以快速反映重整反应器温度和其他操作条件的变化。RON在线分析的重复性误差为0.015个辛烷值;非线性模型预测复相关系数为0.990 9,标准预测误差为0.31个辛烷值,平均绝对值误差为0.26个辛烷值。运行结果表明:拉曼分析系统可以为工艺装置的操作优化提供准确而重要的检测参数。     

拉曼光谱的广泛应用及分辨率的重要性

从物质结构的基本知识出发，从而说明拉曼光谱直接反映了分子或晶格的振动、转动能级，由此说明拉曼光谱的广泛应用。重点讨论了拉曼光谱仪分辨率的重要意义，由能级间隔的数值，估计了不同研究对象、不同应用领域对光谱分辨率的要求。     

拉曼光谱技术结合簇类独立软模式法快速鉴别进口鳕鱼真伪

利用拉曼光谱技术结合簇类独立软模式方法建立快速鉴别进口鳕鱼真伪检测方法,为口岸监测开发了一种快速、简便、智能的鉴别技术。结合多元散射校正降噪技术,建立起6种鱼的定性识别模型。结果表明:大西洋鳕鱼样品与其他5种鱼类样品的主要成分分析结果具有明显的聚类趋势,在此基础上建立SIMCA定性分类模型,大西洋鳕鱼样品内部验证正确率为100%,外部验证正确率亦为100%。因此拉曼光谱分析技术结合数据处理方法及化学计量学方法可对进口鳕鱼进行真伪鉴别。     

拉曼光谱测量中的荧光抑制方法综述

拉曼光谱是物质的特征结构谱,但是在许多情况下,除了激发出拉曼散射光之外,还会激发出强度远大于拉曼散射的荧光,从而限制了拉曼光谱的应用。因此在拉曼检测中对荧光采取抑制措施是十分必要的。在过去的几十年里发展了多种荧光抑制方法,包括荧光淬灭剂法、光漂白法、红外/紫外激发法、偏振调制法、移频激发法、高频调制法、门控法、数值处理法、非线性效应法等。文中概括性地介绍了上述各种技术方法的原理,并扼要地分析比较了各自的性能特点。