光谱学与光谱学分析精选(九篇)
第1篇：光谱学与光谱学分析范文
国内的两组分定性定量研究主要集中在天然纤维与合成纤维的混纺。是否能解决同类纤维混纺的定性定量问题，还尚未有相关报道。本文综述了红外光谱在纺织定性和定量研究中的应用现状，对红外光谱在组分鉴别分析与成分含量测定等方面的应用进行了详细评述，并针对同类纤维混纺的问题，提出结合结晶度和差减光谱来定性分析的设想。
关键词：红外光谱；纺织；定性；混纺；定量
红外光谱(Infrared Spectroscopy，IR)的研究开始于20世纪初期。70年代，在电子计算机蓬勃发展的基础上，傅立叶变换红外光谱(FTIR)试验技术进入现代化学家的实验室，成为结构分析的重要工具。近几十年来一些新技术(如发射光谱、光声光谱、色-红联用等)的出现，使红外光谱技术得到更加蓬勃的发展。红外光谱的应用包括有机化合物基团的检测、有机化合物的定性分析、检查分离过程和分离产物的检杂、红外定量分析、研究化学反应历程和机理、未知物的结构剖析等。在纺织工业领域中，红外光谱分析主要应用于成分的定性。对于混纺织物，由于谱图的叠加，特征峰的位置模糊，限制了其在纺织检测中的发展。国内外的研究仅局限于天然纤维与合成纤维的混纺，即谱图差异较大的两种纤维的混纺。在实际生产中，同类纤维(例如棉、粘)的混纺占据着较大的比例。能否用红外光谱分析技术对此种混纺织物进行定性与定量，还尚未有相关报道。
1 红外光谱制样和测试技术进展
不同的样品制备与测试方法得到的谱图基本相似，但谱图质量上存在差异[1,2,3]。对于定性、制样和测试方法的不同对其影响也许不会很大。相比于定量，干扰因素较多，谱图质量直接影响定量分析的准确度和灵敏度。因此，要根据测试目的和测试要求采用合适的制样方法，这样才能得到准确可靠的测试数据。
1.1 透射法技术
透射法是伴随着光谱仪的发明而率先采用的技术。这种方法检测结果稳定、实用，直到现在它仍是一项重要的应用手段。常规投射光谱制样方法分为压片法、糊状法和薄膜法。
1.1.1 卤化碱(通常是溴化钾)压片法
溴化钾压片法是最早、最常用的纤维样品制备方法。氯化钾也可以用于压片法，但是由于氯化钾比溴化钾容易吸水，所以通常采用溴化钾。只有对分子结构中含有氯的样品，由于溴化钾和氯会发生离子交换影响谱图质量，才会使用氯化钾压片法。一般的纺织材料不涉及这一情况，因此在检测纤维混合物的混合比例等对制样技术要求很高的场合，常用的也是溴化钾压片法[1]。
1.1.2 糊状法
糊状法又称糊剂法或矿物油法。此法是将固体样品与糊剂(如液体石蜡油)混合成糊状，然后夹在两片KBr盐片之间进行测定。由于夹在溴化钾晶片之间样品的量是无法确定的，所以，采用石蜡油研磨法制备样品不能用于红外光谱的定量分析。当然，如果采用内标法，还是可以进行定量分析的[4]。
1.1.3 薄膜法
采用卤化物压片法或糊状法制样时，稀释剂或糊剂对测得的光谱会产生干扰。薄膜法制样得到的样品是纯样品，红外光谱中只出现样品的信息。薄膜法大多用于高分子材料红外光谱的测定。厚度在50μm以下的高聚物薄膜，可直接进行红外光谱测绘；而大多数样品需采用挥发成膜、熔融成膜和热压成膜等方法制样，并主要用于定性分析。随着红外光谱附件的种类越来越多，薄膜法制备红外样品的技术应用得越来越少[4]。1.2 反射技术
透射光谱法在制样过程中会破坏聚合物的取向、结晶等物理性质，限制了红外光谱在聚合物物理结构表征中的应用。为解决透射光谱的这种局限性，一系列红外反射光谱技术在聚合物结构表征中得到应用，如镜面反射(SR)、漫反射(DRS)、光声光谱(PAS)及衰减全反射(ATR)等。
1.2.1 镜面反射法(SR)
这个技术适合于不能或不便于用透射法测定的样品，如金属上的单层薄膜等，或具有强吸收带的聚四氟乙烯类聚合物。
理想的镜面反射光谱样品应该是光学平整、厚度无限大及均相。这在实际上是不可能满足的，但应尽量增强前表面反射光而减少漫反射和后表面反射光。镜面反射技术在聚合物的分子取向、分子构象、炭黑填充聚合物、表面改性聚合物及聚合物涂层等的结构表征中有着重要作用[5]。1.2.2 漫反射法(DRS)
漫反射法是把纤维样品剪碎压片，或把织物样品不破坏直接放在漫反射支架上，入射的红外光不透过样品而是在其表面发生漫反射，通过接收漫反射的信号形成光谱，也可研究其吸光规律。
A.C Hardy于1935年最早谈及漫反射法成为一种光谱测试技术，不过以前多是用来测定固体粉末和混浊液的紫外-可见光谱。70年代有了新型的傅立叶变换红外光谱仪，用迈克尔逊干涉仪代替了单色器，并采用了灵敏的硫酸三甘酞、汞镐磅等探测器，从而为该法延伸用于红外光谱区创造了条件[6]。
1.2.3 光声光谱法(PAS)
邵学广、赵贵文[7]通过比较得知光声光谱的质量不受样品物理形状的影响，分辨率、信噪比等都明显优于红外光谱。特别是对于天然纤维羊毛、丝绸、棉、麻的光谱分析，光声光谱比所有文献报道的红外光谱都具有明显的优越性。
光声光谱法是于1880年就发现、20世纪70年代初期复活、至80年代才获得重大发展的一种新技术，目前已成为分子光谱学的一个重要分支。至今，PAS的许多工作已用来解释处于分子态或物理态的结构。因此，物理化学家、生物物理学家、材料科学家、表面化学家会对这种技术产生兴趣。但在纺织领域应用的报道甚少[8]。
1.2.4 衰减全反射法(ATR)
用红外光谱技术鉴别纺织材料在上世纪60年代就已成为一门成熟的技术。对纤维、织物定性研究，衰减全反射法可获得神奇的结果，而且不需要样品制备，即研磨、浇注薄膜、涂料萃取、涂层剥除等都不需要。样品直接放在 ATR附件上测定，是一种无损鉴定和快速的检测方法[9]。阎巍、张金庄[10]利用傅立叶红外光谱(ATR)法对同种颜色(红色)不同品牌不同厂家的毛绒纤维样品，同一品牌相近颜色的纺织纤维样品，同种颜色(红色)不同品牌不同厂家的羊绒、腈纶纤维样品进行种类上的区分。通过重复性试验，证实了其试验结果准确可靠。
1.3 显微红外光谱法
红外显微镜按其光学性质不同，一般分为四大类产品，其主要区别是红外物镜。掠角式红外显微镜主要用于研究表面单分子层的取向，内反射式红外显微镜主要用于测定含有水分的样品，投射式红外显微镜用于测定可透过红外光的样品，反射式显微镜主要用于测定样品的表面和污染物[11]。显微红外光谱分析法对交通事故中的单丝纤维、进口显像管中石墨涂层材料中有机分散剂、玻璃纤维材料中粘合剂、覆合层高分子材料等混合物进行微区化学成分分析均取得了较为理想的测试结果[12]。
2 红外光谱仪的定性分析
目前，鉴别纤维成分的方法有很多，物理方法有感官法、密度法、熔点法、色谱法等，化学方法有燃烧法、溶解法、热分解法、试剂着色法等。考虑到各种方法的实用性以及可操作性，对于纤维成分的鉴定，现在主要应用的方法为显微镜观察法、燃烧法以及溶解法。然而随着新型纤维不断应用在纺织品领域，仅仅用这几种方法很难断定纤维成分，这时，红外光谱法就显示了其优越性[13]。
2.1 纯纺织物的鉴别
不同的纤维具有不同的化学基团、不同的分子结构，因而在红外光谱中会出现不同的特征吸收，对已知纤维的红外光谱图与未知纤维的红外光谱图进行比较，就可以对纤维的种类进行定性[14]。
但纤维素纤维红外光谱特征相似，形状上一致，主要基团和键的位置基本上未发生位移，利用红外光谱法鉴别纤维素类纤维较困难[15]。
应用模式识别和可见及近红外光谱技术建立纺织纤维鉴别的模型。采用主成分分析和最小二乘支持向量机相结合的方法，优化了常规的模式识别方法，大大提高了识别的精确度[16]。红等[17]运用近红外反射技术与化学模式识别相结合，采用了主成分分析和判别分析方法来处理Tencel、棉、粘胶、铜氨等4种纤维的近红外光谱数据，建立分析模型，可以快速、准确、有效地对Tencel纤维与其他纤维素纤维作出鉴别。
对于麻类纤维的定性，可采用红外光谱、X-荧光光谱、观察纤维灼烧残渣的形态和纤维旋转方向等手段常用麻纤维
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第2篇：光谱学与光谱学分析范文
中图分类号 O6 文献标识码 A 文章编号 2095-6363（2017）07-0001-01
1 拉曼光谱的发展
1928年，一个叫C.V.Raman的印度物理学家发现一种散射光谱，并称之为拉曼光谱。刚发现该光谱的时候它的聚焦必须要用日光来当光源，后来人们慢慢发现汞弧灯的聚集性更好更方便，就用汞孤灯替代了日光。但是汞弧灯存在强度不太高、单色性差等缺点，这在一定程度上阻碍了拉曼光谱的发展。到60年代后，微弱信号检测技术得到改善，计算机应用普及，又引入激光光源，这些都给拉曼光谱的发展带来了新的转机。再后来，激光拉曼探针的出现使拉曼光谱技术出现了质的飞跃。
2 拉曼光谱的特点
分子的简正振动过程中极化率的变化的大小不能决定红外光谱中的谱线强度，但是能决定拉曼光谱的谱线强度，这也就使得通过拉曼光谱可以检测红外光谱仪中无法检测出来的信息。拉曼效应是所有分子的共性，且其存在的形态不影响这一效应，这也说明拉曼效应具有普遍性。用拉曼散射光谱检测样品时，样品不需要特殊制备，样品数量的多少也无所谓，在探测样品时拉曼散射采用光子探针，这种探针不会损伤样品，可保全样品的完整性。
3 拉曼光谱在不同研究领域的应用
3.1 在无机材料中的应用
在研究低维纳米材料的众多方法中，拉曼光谱法俨然成为了首选。在纳米材料中，包括组成成分、键合类型、制备纳米材料的方法以及制作工程中必要的热处理环节，都能影响纳晶界结构本身又比较复杂，这就使得纳米材料的研究难以进行，而拉曼光谱法恰恰可以解决这一问题，纳米材料的结构信息可以通过拉曼频率表现出来。所以不管是从纳米材料的分子结构去分析，还是从键态特征角度去看，又或者是进行其定性鉴定，都能利用拉曼光谱获得重要信息资料。
3.2 在矿床学中的应用
拉曼光谱法可应用在矿床学中，对沉积有机质或有机碳质物进行研究。沉积有机质会发生热蚀变现象，拉曼光谱对这种变化异常敏感，所以有机质的拉曼光谱会随着演化阶段而发生系统性的变化。根据这一特性，研究沉积有机质时，就可以依靠有机质的拉曼谱图建立拉曼谱参数回归方程，再利用方程计算源岩的埋藏历史、沉积环境，然后综合分析判定其具有的油、气潜力。拉曼光谱在一定程度上促进了矿床学的研究。
4 拉曼光谱技术
4.1 表面增强拉曼光谱技术
在一些特殊的金属良导体表面或溶胶的制备过程中，表面增强拉曼散射的吸附分子的拉曼散射信号远大于普通拉曼散射信号。拉曼光谱最显著的缺点是灵敏度很低，而表面增强拉技术恰好克服了这一缺点，并且能够获得常规拉曼光谱不易获得的结构信息。这也就是表面研究、吸附界面表面状研态究等都运用表面增强拉曼光谱技术的原因。
4.2 高温拉曼光谱技术
运用高温激光拉曼技术时，拉曼光谱的谱峰频率、位移、峰高、峰、峰面积及其包络线的量化解析都会发生变化。因此，工业冶金、制作玻璃、研究地质化学、探究晶体的生长等涉及固体的高温相变过程，熔体的键合结构的研究领域，通常都会使用高温拉曼光谱技术。
4.3 共振拉曼光谱技术
要想提高分子的某个或几个特征拉曼谱带强度，并使其达到正常拉曼谱带的104～106倍，就必须用到共振拉曼光谱技术。共振拉曼光谱不仅弥补了拉曼光谱灵敏低这一缺点，同时它还具有一个非常大的特点，就是只要共振拉曼光谱产生的激光频率与待测分子的电子吸收峰接近或重合时，就可以观察到泛音及组合振动光谱，这在常规的拉曼光谱中是极难见到的。共振拉曼光谱的高灵敏性，用于低浓度检测再好不过，甚至可以不加任何处理就得到人体体液的光谱图。若要其灵敏度可以达到单分子检测，只需将共振拉曼光谱技术与表面增强技术相结合。
4.4 共焦显微拉曼光谱技术
要想提高分子强度，就必须用到共振拉曼光谱技术。共振拉曼光谱不仅弥补了拉曼光谱灵敏低这一缺点，同时它还具有一个非常大的特点，就是只要共振拉曼光谱产生的激光频率与待测分子的电子吸收峰接近或重合时，就可以观察到泛音及组合振动光谱，这在常规的拉曼光谱中是极难见到的。共振拉曼光谱的高灵敏性，用于低浓度检测再好不过，甚至可以不加任何处理就得到人体体液的光谱图。若要其灵敏度可以达到单分子检测，只需将共振拉曼光谱技术与表面增强技术相结合。
4.5 傅立叶变换拉曼光谱技术
从20世纪90开始，傅立叶变换拉曼光谱逐渐发展起来。在1987年，第一台近红外激发傅立叶变换拉曼光谱（N IR FT-R）仪面向世界，由Perkin Elmer公司推出了。为了减弱荧光背景，照射样品采用的是1 064mm的近红外激光。此后，化学、生物学和生物医学样品的非破坏性结构分析研究中都有用到傅立叶变换拉曼光谱技术。
4.6 拉曼光谱与其他仪器联用技术
拉曼光谱与其他仪器的联用与其单独使用相比，可以获得更多的有用信息，且信息的可靠度也得到大大提高。正是如此，拉曼光谱仪和这些不同仪器的联用得到了全球各地的研究单位的密切关注，并且开始着手研究。
5 结论
通过以上理论分析，我们可以总结出来这样一个结论：拉曼光谱技术是所有化学、物理技术中最为卓越的，而拉曼光谱仪的发展对各个领域的研究都有着非凡的意义。
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第3篇：光谱学与光谱学分析范文
【关键词】光谱解析 课程设置 教学方法
随着仪器分析技术的不断发展，包括核磁共振波谱和质谱在内的分析方法已成为药学、中药学、药物制剂等相关领域和学科的重要的有机化合物分析手段。利用常见的紫外光谱（UV）、红外光谱（IR）、核磁共振（NMR）和质谱（MS）等方法对有机化合物进行定性、定量和结构分析是光谱解析的主要内容和任务。其中，利用上述方法鉴定从植物或动物中分离得到的单体化合物或化学合成药物的结构是该门课程的重点和难点。
光谱解析是化学知识和物理知识交叉形成的学科，具有理论性强、知识面广的特点。在我校药学相关专业课程体系中，与该门课程相关的基础课有《有机化学》，主要侧重于有机化合物的结构理论；光谱解析作为《分析化学》和《现代仪器分析》的一部分，则偏重于比较浅显的理论说明。对于药学相关专业的学生来说，远不能满足相关专业课程的需要。因此，对于光谱解析课程在药学专业的地位需要重新认识，并根据药学生的特点进行教学方法改革，以达到学以致用的目的。
一、应将光谱解析课程设置为药学相关专业必修课
目前我校提供光谱解析课程的专业学科有药学（含临床药学方向）、药物制剂，且均为药学专业课程群中的任意选修课。由于学生在选课之前都会对该门课程的难易程度、师资力量、考试通过率等现实情况进行摸底权衡，所以该门课程的选修人数在前几年都不能达到开班人数（20人）。偶尔有一期能开课，也存在学生反映理论难懂、数据难记、图谱难解的情况。众所周知，药学专业课程《天然药物化学》中约1/3的篇幅是讲解如何利用光谱知识解析各类天然产物的结构。如果学生对光谱解析的相关基础知识一窍不通，以上内容只能跳过，将导致学生知识结构出现重大缺陷，会对以后学生在专业领域的发展产生严重障碍。所以，为了使学生知识结构更加完整和合理，为了使药学课程之间的联系更加紧密，完全有必要将光谱解析课程设置为必修课。
二、教学过程中应加强与相关课程的联系，做到温故知新
光谱解析中的理论知识与大学物理、有机化学等课程是紧密联系在一起的，如紫外光谱基本理论中分子吸收光谱中光的性质与波长、分子能级图和光的吸收等，红外光谱基本理论中分子的振动形式、振动耦合及振转光谱等，都是与药学专业所学的《物理学》密切相关。又如影响化学位移的电性效应中，诱导效应和共轭效应在《有机化学》课程中苯环的邻对位定位基章节有详细的讲解。所以，光谱解析的基本理论与其他课程密切相关，在讲解的过程中应注意学科间知识点的交叉渗透，只有这样，才能达到融会贯通、灵活运用的目的。
三、应理论联系实际，合理设计学时，通过综合分析具体的图谱提高解谱能力
光谱解析理论性强，不但涉及较抽象的光谱知识，也涉及较多的需要理解记忆的光谱数据。如果只是一味地让学生死记硬背，效果会适得其反。所以，除了教材上较简单的图谱之外，更应该利用科研工作中所分离得到的单体化合物的图谱进行具体的讲解。天然来源的单体化合物涉及萜类、黄酮类、生物碱、甾体等不同类型的化合物，各个类型的化合物在不同的图谱中显示出不同的特征，因此，有必要通过综合解析常见的代表性化合物的波谱数据，达到学以致用的目的。而要达到此目标，还需要合理设计该门课程的学时，由于分析技术的发展，紫外光谱和红外光谱在结构鉴定和定量分析方面的优势日渐下降，而核磁共振和质谱的作用则明显加强，所以根据现有教材的编排结构，应简单的讲解红外和紫外两个章节，重点应放在核磁共振、质谱和综合解析部分，以达到重点突出、加强实践的效果。只有这样，通过学习该门课程后，才能达到教学目的和效果。另外，光谱解析还应体现药学专业特色，通过分析经典药物如麻黄素、紫杉醇、青蒿素的结构，提高学生运用理论知识解析复杂化合物的能力，为今后学生从事药学相关专业工作如新药开发奠定基础。
四、教学过程中善于使用学生易接受的语言，强化学生的主体地位，提高其学习兴趣
由于光谱解析理论性强，需要记忆的数据较多，在学习的过程中，如采用传统的填鸭式教学，学生容易失去学习兴趣。所以，在授课过程中，应用丰富多彩的教学语言使抽象理论具体化；使用90后学生易于接受的流行网络语言等方法增加学生的学习兴趣。在教学过程中，为了提高学生的主动性，应给予适当的学习压力，如可以将学生分成若干小组，在课后布置适量的作业，下次课开始之前让该组同学选派一名代表给全班学生讲解化合物的解析过程。这样不但可以增强其学习主动性，更有利于培养学习小组成员间共同解决问题的能力。
总之，光谱解析作为医学院校药学专业重要的专业基础课程，应将其设置为必修课程，学时安排应将重点放在应用较多的核磁共振及质谱上，授课时加强与其他相关课程的联系，通过综合解析各类型代表化合物的图谱，提高学生应用理论知识分析鉴定化合物的能力。
【参考文献】
第4篇：光谱学与光谱学分析范文
关键词：激光诱导击穿光谱；实时分析；分析软件
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）37-0086-02
激光诱导击穿光谱（Laser-induced breakdown spectroscopy，LIBS）技术是通过探测等离子体中原子或离子光谱来分析样品中的元素种类和含量，以便实现对物质元素成分的定性及定量分析。作为一种定性与定量分析工具，LIBS具有对样品破坏性小、无需复杂的样品预处理、能同时对多种元素进行分析及能实时在线分析等优点，因此非常适合于固体、液体及气体元素成分的实时检测。目前，LIBS已被广泛地应用于环境污染监控、地质土壤检测、冶金分析、艺术品鉴定、材料分析与生物医学化验等领域。
在LIBS技术的操作过程中，通常是先用光谱仪自带的软件观察光谱波形，然后进行保存，之后再用origin等作图软件进行分析，这显然不能满足实时分析的要求。本文基于Ocean Optics公司的HR4000的高分辨光谱仪，采用C#语言编程，研发了基于高分辨光谱仪的激光诱导击穿光谱实时分析软件，该软件在显示波形的同时，可以对数据进行处理，能够满足实时分析系统的要求。
一、软件的设计
基于高分辨光谱仪的激光诱导击穿光谱实时分析软件用C#完成设计。该软件能实时采集LIBS谱线和显示，能同时抓取三个特定峰来进行观察，并且可以计算这三个峰的强度以及两峰之间的强度比，根据强度比的变化来进行定性与定量分析。
1.实时读取光谱仪中采集的数据。导入Ocean Optics公司提供的光谱仪API函数，根据提供的手册说明，调用数据读取以及数据设置的类和函数，其中CCoWrapperClass类是最重要的。依次调用openAllSpectrometers、setIntegrationTime、getSpectrum和getWavelengths函数，就把光谱仪中的数据读到了内存中。setIntegrationTime函数中的参数可以通过“积分时间框”来进行设定。因为激光的频率选定为10Hz，所以积分时间设定为200ms。其中定时器的时间设定为250ms，多出的50ms是让程序有时间做一些数学计算。
2.多次读取光谱仪中的数据，求平均值，减少误差。平均数据是这样得来的：设定“平均次数”的值，程序会持续读取光谱仪的数据，求出平均值。因为在实际观察中，有时会出现光谱仪中的数据为空（与在关闭激光时采集的光谱相似，等于没有把等离子体的特征光谱读进来）。
3.抓取特定峰，进行观察。自带的软件只实现了显示，但是无法观察特定的峰值。比如，想同时观察在相同电压下Fe I峰和Fe Ⅱ峰值，自带软件无法实现。本文的软件做了这方面的改进，能观察200nm～1100nm内的任意峰值，并且是实时的。
4.更好地确定等离子体温度以及元素的浓度。在LIBS技术中，实验的可重复性是比较差的。但是当环境有所变化时，放大电压可能需要调整。通过对玻尔兹曼公式的推导，可以观察等离子体的温度，通过观察强度比值变化，来适当调整电压，实现实验的可重复性。
二、初步应用
激光源为ZKLASER公司生产的MQV-2000-10型的Nd-YAG激光器，该仪器可发射波长为1064nm、532nm、355nm以及266nm的脉冲激光。激光能量在放大电压0～1000V的调节范围内能产生最高2000mJ的脉冲激光。脉冲激光的持续时间为20ns，脉冲激光频率可选择外控，也可选择内置的1Hz、5Hz以及10Hz。光谱仪为Ocean Optics公司的HR4000型高分辨光谱仪。该光谱仪可分辨波段为200nm～1100nm，最高可辨识强度为17000cps，波长间隔为0.27nm，扫描时间最低为3.8ms，并可多次扫描。
本实验装置波长选择1064nm，激光频率设置为10Hz。激光通过石英凸镜，聚焦于样品（放置于样品台上）表面，从而产生出等离子体。与样品成45°聚光镜收集这些等离子体特征光谱，然后通过光谱仪连接到PC上显示和存储收集到的频谱。本实验是在大气环境下进行的。通过实验可以观察到等离子体的温度比较稳定以及Ti元素的含量值的误差比较小。图1为AlⅡ/AlⅠ和TiⅠ/AlⅠ的比值。如图所示，可以观察到等离子体的温度比较稳定以及Ti元素的含量值的误差比较小。
三、小结与展望
通过初步应用表明，该软件运行稳定、可靠，能够完成已设计的功能。通过对Al2O3及SiO2等样品的LIBS数据进行分析表明，基于高分辨光谱仪的激光诱导击穿光谱实时分析软件的设计是可行的，能较好的对样品进行定性、定量分析。其中对等离子体温度的计算以及对于元素的定量分析，大大改善了LIBS技术的实时分析应用。在整个程序设计过程中，充分利用了C#方便、直观的数据处理功能来对LIBS谱线进行处理与分析。在今后进一步的研究中可将其功能更加完善，以实现更加良好的用户界面及灵活的使用方式。
参考文献：
[1]胡志裕.等.基于LabVIEW的激光诱导击穿光谱谱线识别软件研究[J].光谱学与光谱分析，2012，（3）：602-605.
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[4]季振国，等.激光诱导击穿光谱及其在元素分析中的应用[J].材料科学与工程学报，2011，29（3）：455-460.
[5]Z.G.Ji，J.H.Xi and Q.N.Mao.J.Inorg.Mater，2010，（25）：893-896.
第5篇：光谱学与光谱学分析范文
现代近红外光谱分析是光谱测量技术、计算机技术、化学计量学技术与基础测试技术的有机结合。近红外光谱之所以成为一种快速、高效、适合在线分析的测试技术，是由其鲜明的技术特点决定的，主要表现在：（1）分析速度快。由于光谱的测量过程一般可在lmin内完成，因此，通过建立的校正模型可迅速测定出样品的组成或性质。（2）分析效率高。通过一次光谱的测量和已建立的相应校正模型，可同时对样品多个组成或性质进行测定。（3）使用方便，分析成本低，测试重现性好。（4）便于实现在线分析。由于近红外光在光纤中良好的传输特性，通过光纤可以使仪器远离采样现场，另外通过光纤也可测量恶劣或危险环境中的样品。
2近红外光谱分析技术在煤化工行业中的应用
煤炭作为我国的主要能源，对我国国民经济的发展起着极其重要的作用。随着经济的发展和人民生活水平的不断提高，人们对于煤炭的利用和研究也越来越广泛和深入。近年来，如何更加合理、洁净、有效地利用煤炭，是目前煤化学研究领域中所面临的一个重要问题。由于近红外光谱分析技术具有效率高、成本低等自身的优点而备受煤化学工作者的青睐。
2.1近红外光谱分析技术在煤化学结构研究中的应用
近年来很多学者对煤结构的研究虽已做了大量的基础工作，但仍然存在一些争论，部分原因就是煤的非晶态及不均一结构。对煤中某些官能团归属的确认及分析，对煤的反应性研究具有重要的理论和实用意义。随着光栅红外的退出，傅立叶变换红外以其高分辨率和对数据的处理能力的大幅提高，使以前一些含糊不清的，甚至有可能产生错误概念的结论被重新确认和改写。FT-NIR分析技术采用模型化合物对标准浓度确定的方法，对影响煤反应性的官能团进行定量分析，如煤中的烃基、芳氢与脂氢的比例、煤中的含氧官能团、CH2的链长等方面，这一方法的优点是一旦有一条高质量的标准曲线，对任一样品中官能团的浓度就可以快速准确地进行标定。
琚宜文等应用傅里叶变换红外光谱(FTIR)对不同类型构造煤结构成分的应力效应进行了分析。结果表明在各类构造煤中，芳香结构、脂肪结构以及含氧官能团的结构成分吸收频率几乎一致，但吸收峰的强度却不相同，这正是在构造应力作用下构造煤变形程度及变形机制不同所引起的。在低、中和高煤级变质变形环境形成的不同类型构造煤中，随着构造变形的增强，富氢程度降低，富氧程度也越来越低，而缩合程度增高，但不同类型构造煤结构成分的含量变化又有区别。该法应用于构造煤结构成分应力效应的研究，取得了较满意的效果。
李荣西应用显微傅立叶红外光谱对一煤源岩样中的荧光镜质体、角质体和树脂体进行了分析测试，并采用红外光谱分谱技术，应用计算机曲线拟合方法对其化学结构和生烃性进行了定量分析研究。结果表明镜质体含有较高的C=O结构，而角质体和树脂体含有较高的脂肪烃(CH2+CH3)结构，煤岩单组分化学结构特征决定了它们具有不同的生烃特征。
褚廷湘等对不同温度下的氧化煤样通过红外光谱分析其微观结构及特征，得到煤样在不同低温氧化阶段的基团变化，从微观角度掌握煤样氧化过程的变化规律。通过对唐口煤矿1302工作面煤样的低温氧化和红外光谱分析，得到唐口煤矿煤样在低温氧化阶段的自燃倾向性和氧化过程中微观结构的变化规律，该成果为制定矿井内火灾的防治技术提供了科学依据。
2.2近红外光谱分析技术在煤质分析中的应用
近红外光谱技术具有快速、在线、绿色、廉价等优势可以在不破坏煤样的基础上同时对入厂电煤或入炉电煤的热值、水分、灰分及挥发分等进行检测，也可以按产地对电煤进行实时模式分类。因此，有效地将近红外技术应用在电煤在线快速检测上，一方面，可以解决传统化学方法费时、费力的问题，效率提高显著；另一方面，相对于同类γ射线产品价格便宜近十倍，有助于广泛快速地推广。丁仁杰等通过对元宝山电厂实际用煤的实验，介绍了结合偏最小二乘方法和近红外技术，对煤质指标：水分、灰分、挥发分和热值等进行建模的过程，并证明了其可行性。同时针对电煤建模特点，进一步介绍了先定性后定量建模预测的方法。
燃煤发热量是动力用煤的重要质量指标，也是锅炉运行的一个重要的参考参数。在煤质的研究中，因发热量（干燥无灰基）随煤的变质程度成较规律的变化，所以根据发热量可粗略地推测与变质程度有关的一些煤质特征，如粘结性、结焦性等。因为近红外光谱分析方法对含C-H的有机物比较敏感，而且发热量与挥发分之间有一定的相关性，所以从理论上讲，近红外测发热量可行。李凤瑞等将近红外分析技术应用于煤质在线分析，对某些标准煤样的近红外光谱进行了阅读分析，并采用多元线性回归方法对数据进行分析和处理，建立了多元线性模型，由此得出煤质发热量的预测值与人工化验标准值之间的相关系数为0.92，所建模型的定标标准差为1.58。
2煤转化产物主要为烃类化合物，官能团为C－H，特别适合于做近红外光谱分析。近红外光谱可以快速分析煤直接液化产品、液体产物以及精制后馏分的组成及物化性质，如汽油的辛烷值(RON、MON)、馏程、密度、雷氏蒸汽压、汽油PIONA组成（链烷、异构烷、烯烃、环烷和芳烃）、航煤冰点、柴油凝点、十六烷值、闪点、沥青含量等。
张铭金等采用毛细管气相色谱/傅立叶变换红外光谱-色谱保留指数(GC/FTIR-RI)联合解析技术，研究了高温煤焦油重油馏分的化学组成。分别从重油馏分300～330℃和330～360℃中分离并鉴定出70和61种化合物，了解到不同配煤工艺对煤焦油组成与性能的影响，从而获得了一些有意义的结果，为煤焦油的集中加工和新产品开发提供了重要依据。
3结束语
近红外光谱在我国的发展较晚，经过仪器工作者的努力和与国外的交流的日益增多，特别是近年来在各领域的应用效益，人们对近红外光谱技术的认识越来越来深刻，随着近红外光谱技术的进一步开发，其在我国的应用越来越广泛。
参考文献：
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[8]李凤瑞，唐玉国，肖宝兰.应用近红外光谱分析技术测量煤质发热量.电站系统工程，2004，20(3):19-20.
[9]张铭金，沈士德，陈诵英.毛细管气相色谱/傅立叶变换红外光谱分析高温煤焦油中的重油馏分.色谱，2000，18(3):241-247.
第6篇：光谱学与光谱学分析范文
关键词 红外光谱；火灾；调查；科技
中图分类号 X928 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-（2012）092-0122-01
火场物证分析是法庭科学的重要组成部分，是刑事技术中微量物证分析的重要分支，也是火灾调查工作中的一个重要环节。火场物证分析是根据火灾的特点和规律，采用各种分析方法和技术手段，对火灾现场物证进行检查，并根据检测结果获得证明火灾信息证据的分析技术，其鉴定结论是认定火灾原因的重要证据之一，在法庭上具有证据作用。
随着信息技术和分析仪器与分析手段的不断进步，火灾物证作为法庭科学证据的重要性日益突出。运用红外光谱分析法，通过检查和鉴定，可以确定和解释火灾现场物证中是否存在可燃液体残留物。虽然火灾中可能存在可燃液体残留物不一定会得到与犯罪行为相关的结论，但能够协助调查员进行纵火现场调查。因而我们要利用好红外光谱分析法，对其进行研究与实践，使其得到更好的推广与运用。
1 红外光谱分析法在火灾调查中的运用原理
将一束不同波长的红外射线照射到物质的分子上，某些特定波长的红外射线被吸收，形成这一分子的红外吸收光谱。由于不同物质具有不同的分子结构，就会吸收不同的红外辐射能量而产生相应的红外吸收光谱，因此用仪器测量试样物质的红外吸收光谱，然后根据各种物质的特征吸收峰位置、数目、相对强度和形状（峰宽）等参数，就可以推断试样物质中存在哪些基团，并确定其分子结构。在火灾调查过程中，通过对火灾现场遗留证据样本进行红外光谱分析，比对已有红外谱图，确定样本中含有的基团，并由此推断其分子结构。
2 红外光谱分析法在火灾调查中运用的可实施性分析
红外光谱分析法是一种新科技的产物，与其它光谱法相比，在火灾调查中普遍有以下几点优点：1）特征性好，甚至可以用来分析同分异构体、立体异构体等，因而主要用于定性鉴别；2）适用样品范围很广，样品有固体、液体、气体，有有机物，也有无机物，有高聚物，也有小分子，有天然产物，也有人工合成品。特别是对于易燃品的分析更为准确有效。
目前由于红外光谱分析法法依旧处于研发试用阶段，在火灾调查中，依旧存在一定的局限性，需要我们在火灾调查中加以
注意。
1）红外光谱分析法在灵敏度上较欠缺，痕量分析有困难，但随着红外显微镜技术的快速发展，这一欠缺对样品分析的制约越来越小。
2）红外光谱分析法谱图解释对经验的依赖性比较强，但随着计算机技术的发展和样品库的完善，谱图自动检索的可靠性不断提高。
3）红外光谱分析法不宜分析含水样品，此时可用激光拉曼光谱法，因而这两种方法可以很好地相互补充；在火灾调查中，由于救火时，会有大量的水将证据冲掉，对于这些样本的分析，我们要在利用红外光谱分析法的同时，利用激光拉曼光谱对证据进行论证，才能达到调查真相的结果。
以上这些局限性在火灾调查中依旧有所体现，因而，在我们日常的火灾调查中，要对此进行分析，尽量避免其自身的局限性，运用其他分析方法来弥补以上的缺陷，使火灾调查更全面、更科学。
3 红外光谱分析法在火灾调查中的运用
红外光谱分析法主要有三个因素组成，一是准确、稳定地测定样品的吸收或漫反射光谱谱图的硬件技术（即光谱仪器），这一硬件技术的主要要求就是必须保持长间的稳定性；另一个是利用多元校正方法计算测定结果的软件技术；最后是针对分析任务建立的校正模型。
在特定波长范围内，样品的吸收光谱是光谱仪检测器测出，数字化后存入计算机。图1是一组燃烧后柴油样品的红外光谱图。
由图可以看出，红外光谱的分辨率有几个较宽的谱带，虽然已知一定的基团有一定的吸收谱带，但对于仅在结构上有细小差别的化合物，常常会出现重叠的谱图，要充分利用光谱所提供的信息就必须采用多波长数据，目前长采用全谱图数据或几个特定波段的吸收数据，数据采样点也很密集。在未知样品分析前，必须有一组样品作为一个校正集，对校正集的每一个样品测量其光谱和对应的组成或性质，与单波长测定建立校正曲线一样，事先必须用多元校正方法将测量的光谱与性质或组成数据关联，建立校正模型。校正模型的建立一般采用已有的软件，在需要测定未知样品时，必须使用这一模型及测定的未知样品的光谱，对所投入的光谱进行分析，从而检测出样本的性质，分析出火灾的引发原因。
4 总结
红外光谱分析法在火灾调查中的运用依旧属于新新事物，需要我们不断的学习与实践，以科学严谨的态度对待每一次火灾调查的分析与认证，为科学利用红外光谱分析法提供理论与实践依旧，相信在科学技术的支持下，我们的火灾调查工作会越来越科学，越来越严谨。
参考文献
[1]任松发.火灾调查[M].警官教育出版社，2008，12.
[2]公安部消防局.火灾统计年鉴[M].1993-2004.
[3]金河龙.火灾原因认定手册[M].吉林科学技术出版社，2003，6.
第7篇：光谱学与光谱学分析范文
关键词：光谱分析软件天文学研究应用探索
21世纪以来，随着科学技术的不断发展，人们对于科学信息及宇宙探索的渴望，使得天文学以惊人的速度快速发展。天文观测进一步从可见光、射电波段扩展到包括红外、紫外、X射线和γ射线在内的电磁波各个阶段，形成了全波段天文光谱学，并为探索各类天体和天文现象的物理本质提供了强有力的观测手段。
一、光谱分析数据的形成
对于天体光谱分析数据的有效研究表明，光谱分析数据是按照波长的有序排列来表示的天体电磁辐射，是一系列有连续性的数据，在每一处的波长中所对应的的有效流量是不同的。天文学家利用光谱信息软件，可以对宇宙中物质的分布特征进行相关研究及数据收集，同时可以对天体的形成及随时间的演化等重大科学问题进行初步的探索，并为进一步的探索打下坚实的基础。
二、光谱分析数据的特征提取方法
特征提取是光谱分析软件应用中的一个重要环节，也是对光谱数据进行挖掘的重要一步。对于海量天体光谱数据处理的效率及准确性有着重要的影响，这一环节中包括转换和选择两个步骤，首先着重提取与目标有关的信息并进行数据成分分析，剔除与当前任务无关的信息，随后将提取的信息转化为适合分析研究的表达方式，以供研究，在这里主要介绍三种特征的表达方式：统计约简法、特征谱法、谱线法。
2.1统计约简法
这是在目前的实际探索中，应用最广泛的一种提取方式，它的优点是便于操作及使用。使用过程是对天体辐射能量进行分解、重组和取舍，尽可能的去除冗余和噪声，并及时的将信号进行转化。
2.2特征谱法
特征谱法可以看作是人工"光谱"，主要包括两种构造方法：一种是强调频谱特征的准确表征，相关研究者基于观测光谱流量的中值法和几何均值法研究了类星体特征普的构造；第二种是强调对观测光谱近似表达能力，这一方面的相关研究者根据PCA方法研究了恒星特定谱的构造。
2.3谱线法
谱线法的优点是物理意义强，易于解释，但也有其相关的局限性：仪器、波长和流量标定情况对于谱线的描述影响较大等。
三、软件简介
目前应用较为广泛且使用性能好的光谱分析软件有以下7种：
3.1VOSpec软件
VOSpec软件在使用过程中，利用了光谱访问协议，对数据的组织功能强大，用户在使用时可以通过天体名称或坐标在光谱库中进行有效的相关z索。VOSpec软件标准功能主要有光谱分析和拟合光谱能量分布两种，能够为用户提供可靠的光谱处理功能，在有效时间内整合来自不同的数据提供者、波段和元数据光谱。
3.2VOSED软件
通过简单的光谱访问协议，VOSED软件可以进行在线查询光谱信息，并及时合成光谱能量分布。目前，VOSED软件有两种工作模式：单目标模式和多目标模式。单目标模式是指用户在输入目标名称后，VOSED通过数据库现实该目标的的相关信息；多目标模式是指，用户在工作中可以实时的监控查询状态，查询结束后可以创建相关的压缩文件。VOSED的查询界面和显示界面如下图：
3.3Spec View软件
Spec View软件不仅能够读取哈勃空间望远镜的数据格式，还可以读取其他科学设备的光谱，并通过虚拟天文台查询并读取数据。它的功能主要包括：光谱单位转换、数据质量控制、绘图注释、可视化参数自定义、平铺绘图等。
3.4Iris软件
Iris软件主要有NED数据导入、数据可视化和自定义、光谱模型拟合光谱能量分布和非常规数据格式转换工具四个特点。Iris可以读取多个单独的数据源或光谱能量分布，用户可以通过Iris的红移法、插值法、集成法三种方法来创建光谱能量分布。
3.5SPLAT软件
SPLAT软件在工作过程中能够同时读取多个光谱，并进行单个或多个显示。它的功能主要体现在两个方面：查询和下载光谱的简单光谱访问协议；在桌面上使用的简单应用程序传递消息。
3.6CASSIS软件
CASSIS软件主要有谱线认证、构造任何望远镜的理论光谱、比较望远镜数据和和各种模型光谱数据及估计光谱物理参量四个特点，可以通过简单应用程序消息传递协议使数据在不同的天文软件间传递和交互操作。
3.7ASERA软件
ASERA软件的特点：谱线能够随鼠标而动，同时红移值自动给出；自定义可视化；批处理程序，可以同时处理多个光谱；光谱平滑等。用户借助ASERA软件可以轻松识别光谱和估测红移，尤其对低质量光谱的识别。
结束语：
在未来的天文学发展中光谱软件的应用会越来越广泛，相信随着天文学家和研究者的互动，光谱分析软件会朝着方便快捷、强大有效的方向继续发展。
参考文献：
第8篇：光谱学与光谱学分析范文
关键词：可见光技术；稻飞虱；穗颈瘟
中图分类号：S511 文献标识码：A 文章编号：1674-0432（2010）-12-0091-1
本文主要研究受稻飞虱和穗颈瘟而倒伏的水稻冠层做光谱研究，使用支持向量分类机针对倒伏和正常得水稻分别给与主分量光谱分析，以增加灾害评估、病虫害监测与遥感估测中可见光光谱技术的使用。
1 材料与方法
1.1 试验准备
仪器使用ASD公司观测仪器的高光谱辐射仪（FieldSpe Pro FRTM），在350-2500nm的波段范围中350-1000nm的波段宽(光谱采样间隔)为1.4nm，3nm的光谱分辨率；1000-2500nm的波段宽(光谱采样间隔)为2nm，10nm的光谱分辨率。
选取穗京4号水稻品种，其易感稻瘟病。2009年4月10日播种，5月12日移栽（机插），稻穗颈瘟自然发病较重，引起水稻植株倒伏，黄熟期光谱观测。
1.2 研究方法
在观测点于2009年8月20日上午10:00-11:00测定穗颈瘟危害倒伏水稻的冠层光谱，各样点采集3次光谱，测定10条光谱曲线，取其平均值作为该样点的光谱反射值，测定正常水稻光谱。
在View Spec Pro2.14（一种光谱分析软件）中，使用光谱平滑处理（五步滑动平均法）。在Matlab7.0中可以实现光谱数据分析，选用400-1800nm之间的波段进行分析，去掉1341-1450nm之间的吸收水汽的光谱带。
2 分析与结果
2.1 水稻田间冠层光谱特征分析
水稻因受穗颈瘟和稻飞虱的危害而倒伏，而改变了原有的群体结构，致使植株受光条件和各组分(如茎秆、稻穗等)对冠层光谱的贡献比例都发生变化。
图 1 正常和倒伏的水稻冠层光谱曲线
由图1可知，在可见光400-1800nm的谱段内，正常水稻和倒伏水稻的反射光谱有一定得的增加，在可见光400-690nm的普段内提高了2-10%。说明对倒伏与正常这不同生长状态的水稻可以使用冠层光谱进行识别。
2.2 C2 SVC对倒伏水稻的识别与验证
图2 前二个主成分分量
首先从观测点观测70个正常和倒伏的水稻中随机选取75%的样株，作为训练C2 SVC的数据，输入向量使用前两个主分量光谱，对正常与倒伏得水稻进行划分。由于LIBSVM 2.83有很多默认的参数，使用默认参数立即可以解决大量分类与回归问题，分别影响模型运行精度和速度的重要参数是核函数类型和交互检验阶数。长时间测试后发现，每当惩罚系数C为1、交互检验阶数是3、核函数使用径向基函数RBF并且保持其他参数不改变时，模型的平均精确度到达到100%，可训练数据中可以实现对正常和倒伏水稻完美识别。
在LIBSVM 2.83中，训练完成后的网络，它的参数权值总是恒定的，为了检测构建模型的普适性，使用黑龙江友谊农场的22个样株作为数据验证，测试水稻不同生长状态时的识别效果，利用C2 SVC对倒伏与正常水稻的生长状态进行识别时，倒伏水稻没有被错分为正常，反之亦然，精度是100%。
3 结论
本研究中观测点的水稻倒伏都是着地倒，并没有其他倒伏角度的情况。另外，本研究中的的光谱测试只有地面测试，没有其他高光谱影像数据。所以，结果能否用于其他研究，还需验证。
参考文献
[1] 刘良云,王纪华,宋晓宇,等.小麦倒伏的光谱特征及遥感监测[J].遥感学报,2007,9:323-327.
[2] 刘占宇.水稻主要病虫害胁迫遥感监测研究[A].浙江大学博士学位论文[D].2008,6:79-86.
第9篇：光谱学与光谱学分析范文
【关键词】 光电子学 光学相干层析 超连续谱光源
1 引言
OCT技术是基于光学相干特性的医学成像技术，早期的白光干涉测量法是它的理论基础，光学相干层析成像的概念于1991年被首次提出[1]。在此后十几年里，OCT得到了快速的发展，其分辨率以及性能都有很大的提高与发展，同时也开发出多种成像模式，如多普勒OCT、光谱OCT、差分吸收型OCT、偏振敏感OCT、与双光子荧光或超声结合的OCT技术。
光学相干层析技术与传统超声成像、X射线成像、CT及MRI相比，有着明显的优势：采用非侵入式光学成像技术，能够检测生物组织不同深度层面对入射弱相干光的背向反射或几次散射信号，通过扫描，可得到生物组织二维或三维结构图像；它能对活体组织进行实时、高分辨率断层成像，对活体组织内部机构的生理、病理变化过程进行精确的分析和诊断。OCT可应用在眼科临床诊断，牙齿断层扫描、皮肤病学研究，珍珠层厚度检测等领域，最具诱惑力的应用在于它对人体癌变和心血管疾病的早期准确诊断。经过20多年的发展，OCT的分辨率已经达到了微米量级。
2 光学相干层析技术的研究进展
1991年，美国麻省理工大学的D.Huang等人首次提出了光学相干层析技术的概念，并通过实验成功演示了人类视网膜和动脉粥样硬化噬菌斑的活体成像，所用光源选用830nm的超辐射发光二极管（SLD），轴向分辨率10μm[1]。此后，OCT技术得到了突飞猛进的发展，不论是其分辨率还是性能上都有了很大的提高和发展。由于超连续谱光源的特殊性能促进了OCT技术的高性能、低成本和实用化。国外利用超连续谱光源作为OCT相干光源的研究开展较早，且内容丰富。
2001年麻省理工大学I.Hartl等人首次报道了基于光子晶体光纤超连续谱光源的OCT系统。超连续谱为1.3μm附近带宽为370nm的宽带光谱，用来成像以后，在空气中得到了2.5μm的纵向分辨率，在生物组织中得到了2μm的纵向分辨率。指出了超连续谱OCT在临床医学方面的应用潜力及高分辨率[2]。
2002年，奥地利维也纳大学B.Povazay等人利用10fs钛宝石激光器泵浦光子晶体光纤，得到了550nm～950nm的超连续谱，之后用作OCT光源，得到了自由空间的轴向分辨率为0.75μm，在生物组织中约为0.5μm[3]。
前期的报道由秒激光在反常色散区泵浦光子晶体光纤，超连续谱产生过程中孤子机制非常明显，不稳定的孤子将会导致严重的光谱变化，从而影响了在OCT中的应用。所以，对超连续谱光源提出了更高的要求。2004年，美国麻省理工学院利用被动锁模掺铒光纤激光器泵浦正常色散光纤，得到了38mW的180nm带宽的超连续谱，并利用此光源实现高速实时高分辨率的OCT成像。通过对人体皮肤的OCT成像，得到了纵向约5.5μm的分辨率及99dB的敏感度[4]。
2005年，美国加利福尼亚大学贝克曼激光研究与生物工程系Y.Wang等人，利用单模光纤的自相位调制效应产生超连续谱，降低了光谱的噪声，飞秒激光的相干长度由35μm缩短至3.7μm，实现了高的成像分辨率，并且与基于光子晶体光纤的成像能力进行比较。结果表明，光子晶体光纤在高散射生物组织成像中受到限制，尽管有较高的分辨率但不适用于高速成像[5]。同时指出低噪声的光对快速、高分辨率OCT的重要性。
2007年美国凯斯西储大学生物医学工程系H.Wang等人用1059nm的飞秒激光泵浦双零色散点光子晶体光纤，得到了一种830nm和1300nm双频段超连续谱光源，通过泵浦脉宽压缩，产生的超连续谱非常平滑且为类高斯型，将其用于OCT中，对人体结肠癌组织进行体外OCT成像，在830nm处实现纵向分辨率为2.8μm，在1300nm处为4.5μm[6]。同年7月美国伊利诺伊大学生物光子学成像实验室H.Tu等人提出了一种基于正常色散非线性光纤产生超连续谱稳定性的方案，为OCT系统提供了更加稳定的超连续谱光源[7]。
2008年，瑞士量子电子学研究所物理系M.C.Stumpf等人利用被动锁模铒镱共掺飞秒光纤激光器泵浦色散管理高非线性光纤，得到了一种紧凑型的、光谱范围覆盖1150nm～2400nm的超连续谱光源。由于在多数的生物组织中，光学后向散射在长波方向大大降低，将此1.5μm附近的超连续谱光源用于OCT中，可以有更深的穿透深度。在OCT实验中得到了3.5μm的纵向分辨率[8]。
2011年美国亚利桑那大学光学科学学院K.Kieu等人利用紧凑的光纤超连续谱光源构建了一种全反射式的OCT，系统中只用了反射式的光学元件，避免了色散的影响，得到了纵向分辨率为1.5μm，在中心波长1300nm处的动态范围为87dB[9]。2012年，日本名古屋大学电子工程与计算机科学系S.Ishida定量的比较了5个不同波长范围内的超连续谱光源在OCT应用中对穿透深度的影响。比较了0.8μm、1.06μm、1.3μm、1.55μm及1.7μm处对超高分辨率OCT穿透深度的影响，指出在800nm和1700nm处的图像对比度最高[10]。
国内利用超连续谱作为OCT光源的研究较少。2009年，天津大学精密仪器与光电工程学院郭以平等人利用亚皮秒脉冲光源抽运由不同特性光纤级联而成的混合非线性光纤来产生超连续谱，得到1300nm处3dB谱宽为140.6nm的宽带光谱。用此宽带光源作为光学相干层析系统光源，可以在生物体探测窗口约1300nm处达到小于4.1μm的纵向分辨率[11]。
3 结语
分辨率是衡量OCT性能的重要指标，而光源带宽是影响OCT轴向分辨率的主要因素。超连续谱光源具有宽的光谱宽度、高的光谱功率密度、好的稳定性和结构简单紧凑等优点，将会成为当前超辐射光源和飞秒固体激光器等OCT光源的有力竞争者。尽管基于超连续谱光源的OCT技术已取得了很大进展，但因起步不久，仍有大量科学技术问题依然亟待研究解决：全光纤化且功率稳定的泵浦源的获得、低噪声超连续谱的获取和对称平坦的光谱整形，以及清晰而又快速的图像获取技术。
参考文献：
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[8]M. C. Stumpf， S. C. Zeller， A. Schlatter et al.. Compact Er：Yb：glass-laser-basedsupercontinuum source for high-resolution optical coherence tomography[J]. OPTICS EXPRESS，2008，16（14）：10572-10579.
[9]K. Kieu， J. Klein， A. Evans et al. Ultrahigh resolution all-reflective OCT system with a compact fiber-based supercontinuum source[J].2011，CLEO.
