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利用近红外与傅里叶变换中红外光谱联用技术测定总多酚含量：以中国枣（<i>Ziziphus jujuba</i>）为例
摘要： 多酚类物质是中国枣中最重要的植物化学成分，因其具有多种潜在健康益处，如预防癌症、降低冠状动脉疾病风险、利尿作用、心肌兴奋剂、冠状动脉扩张剂及肌肉松弛剂等功效。本研究采用近红外（NIR）与中红外（MIR）光谱数据融合方法对中国枣中的多酚进行定量分析。共采集80个中国枣样本的NIR和MIR光谱数据，通过协同区间偏最小二乘法（Si-PLS）算法提取有效光谱区间作为NIR-MIR融合模型的输入变量，并基于该融合数据构建遗传算法（GA）模型。通过校正相关系数（R2）、预测相关系数（r2）、预测均方根误差（RMSEP）、偏差及残差预测偏差（RPD）评估模型性能。结果表明，基于GA的数据融合模型优于单独NIR或MIR模型，最优GA融合模型获得R2=0.9621、r2=0.9451、RPD=2.44，校正集偏差为0.004，预测集偏差为0.061，且仅使用15个变量。这些发现证实了NIR与MIR光谱融合可用于中国枣总多酚含量的预测。
关键词： 光谱技术、多酚类物质、遗传算法、主成分分析、光谱区间选择
更新于2025-09-23 15:23:52
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宇宙红外背景实验（CIBER）观测到的低分辨率近红外恒星光谱
摘要： 我们展示了利用搭载于火箭的宇宙红外背景实验低分辨率光谱仪观测到的105颗明亮恒星（mJ < 10）的近红外（0.8–1.8微米）光谱。由于观测是在地球大气层上方进行的，这些光谱不受大气干扰影响，使其成为近红外光谱校准的独特资源。在光谱还原和提取后，我们使用两微米全天巡天的测光信息来识别交叉匹配的恒星。通过将这些观测恒星与红外望远镜设施库中的光谱模板进行比较，我们确定了所观测恒星的光谱类型。所有观测到的光谱都与晚型F至M型恒星光谱相符，并且我们识别出了多种红外吸收线。
关键词： 恒星：一般性研究，星表，红外波段恒星，光谱技术
更新于2025-09-23 15:22:29
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模拟热木星JWST透射光谱中大气反演的偏差研究
摘要： 詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）计划于2018年10月发射，预计将彻底改变系外行星大气特征研究领域。其仪器具备的宽波长覆盖范围和高灵敏度，使我们能从系外行星光谱中提取比当前观测更丰富的信息。本文研究了现有反演方法在JWST时代是否仍然适用，重点探讨了热木星透射光谱反演中的常用近似处理。为评估偏差，我们采用一维光化学模型模拟典型无云热木星大气，并生成不同碳氧比范围的合成观测数据。随后使用贝叶斯反演工具TauREx通过两种方法反演这些光谱：一是假设等温大气，二是采用参数化温度剖面。两种方法均假定垂直方向丰度恒定。研究发现等温近似会导致参数显著偏差，使丰度估值高出约一个数量级；而参数化剖面法得到的丰度通常处于真实值1σ范围内，且其反演不确定性普遍大于等温近似。值得注意的是，参数化温度剖面法能对温度结构施加严格约束，这为表征热木星晨昏线区域温度剖面提供了可能。最后发现，对于大多数研究大气而言，假设垂直方向混合比恒定的近似处理是合理的。
关键词： 方法：统计方法；技术：光谱技术；方法：数据分析方法
更新于2025-09-23 15:22:29
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利用自适应光学辅助的L波段高色散光谱技术探测HR 8799 c大气中的水
摘要： 对褐矮星和系外行星进行高色散光谱观测能够实现诸多重要科学目标，例如绘制表面不均匀性图谱和测量自转速率。本文利用凯克望远镜NIRSPEC仪器（分辨率R=15,000）的自适应光学模式（NIRSPAO），展示了HR 8799 c的L波段观测结果。我们通过模板匹配方法（即对降噪光谱与模板光谱进行互相关分析）搜寻HR 8799 c大气中的分子物质（H2O和CH4）。检测到了H2O但未发现CH4，这表明该行星大气存在非平衡化学过程，与先前研究结论一致。我们通过行星信号注入模拟评估了自适应光学辅助高色散光谱观测的灵敏度，得出L波段可达10^-4对比度的结论。该灵敏度主要受限于建模光谱所用线表精度及探测器噪声，后者将通过NIRSPEC升级得到改善。
关键词： 行星与卫星：大气层、行星系统、方法：观测法、行星与卫星：成分、技术：光谱技术、技术：高角分辨率技术
更新于2025-09-23 15:21:21
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穆斯堡尔光谱、红外光谱及激光诱导发光光谱在富铁矿床中稀土矿物分类研究
摘要： 稀土磷酸盐常作为副矿物出现在火成岩或变质岩中；然而这些岩石由无数化学元素和核素组成，在未经预处理的情况下，这些成分会干扰不同浓度范围内稀土磷酸盐的定性或定量分析。此外，每种分析方法的局限性也制约着研究路径及其在地球科学应用中的价值。本研究采用多种先进光谱技术与显微技术联用（穆斯堡尔谱、红外显微光谱、时间分辨激光诱导荧光光谱TRLFS及扫描电镜能谱分析），对越南燕阜矿含稀土矿石进行了矿物学特征解析。由于矿床中各元素分布存在差异，这种组合分析方法具有必要性，能为稀土元素来源问题提供更可靠的解答。穆斯堡尔谱分析结果表明：三个不同采样点的矿石均含有类磁铁矿、类赤铁矿及非赤铁矿的铁(III)盐相。红外显微光谱分析进一步证实了类磁铁矿矿物相晶界处存在磷酸盐。通过TRLFS检测到的微量铕(III)显示：尽管嵌入三种不同铁矿物基质中，铕离子仍产生相同的发光光谱。该发现凸显了组合光谱分析在揭示稀土环境对其固态化学影响方面的优势，也展现了TRLFS作为资源勘探工具的潜在价值。该方法在岩石矿物分析筛选中的进一步应用具有可行性。
关键词： 能量色散X射线光谱、光谱技术、稀土磷酸盐、安富矿、红外显微光谱、扫描电子显微镜、时间分辨激光诱导荧光光谱、穆斯堡尔光谱、越南
更新于2025-09-23 15:21:01
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通过多种光谱技术理解离子液体二元混合物的微观行为
摘要： 近期研究表明，某些具有适当化学组成的纯离子液体二元混合物可表现出类似新化学实体的特性。但目前对这些有趣体系的微观行为认知仍相当有限。本研究旨在从分子间相互作用、结构及动力学角度理解这些体系的微观行为。我们选取了具有共同阳离子但阴离子各异的若干（离子液体+离子液体）混合物进行研究，并通过单独分析纯离子液体以明确其与混合物行为的差异。研究首先通过测定相关混合物的热物理性质展开，同时探究了纯离子液体组合时的光致变色协同效应。进一步采用稳态/瞬态荧光光谱、电子顺磁共振（EPR）、核磁共振（NMR）和荧光相关光谱（FCS）等技术深入分析这些混合物。值得注意的是，瞬态荧光数据表明（离子液体+离子液体）混合物不仅存在空间异质性，还具有动态异质性。EPR测量显示该混合物的微极性（ET(30)）接近脂肪族多元醇。通过NMR和FCS研究扩散物种的平移扩散系数，揭示了（离子液体+离子液体）二元混合物内的纳米结构组织特征。数据分析本质上表明：本研究所用离子液体混合物的行为不符合非理想溶液特征，其表现更接近准理想类型。
关键词： 热物理性质、二元混合物、电子顺磁共振、荧光相关光谱、荧光光谱、核磁共振、离子液体、光致变色、光谱技术
更新于2025-09-23 15:21:01
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紫外 - 可见光谱与傅里叶变换红外光谱联用筛选技术结合多元统计分析在红葡萄酒鉴伪中的应用：品种与年份鉴别
摘要： 葡萄酒行业最重要的问题之一及防伪关键在于：葡萄品种鉴别、葡萄酒地理产地判定及年份鉴定。本实验研究采用紫外-可见光谱（UV-Vis）与傅里叶变换红外光谱（FT-IR）联用分析技术，并结合化学计量学模式识别方法，针对同一葡萄酒产区红葡萄酒的两个鉴伪问题展开对比研究：(i)品种鉴别与(ii)同产区年份区分。研究采集了所有样本的红酒UV-Vis与FT-IR光谱数据，识别出与样品化学成分相关的关键特征。通过多元数据分析建立分类模型：先采用主成分分析（PCA）将光谱数据降维至少数主成分（PCs），再运用偏最小二乘判别分析（PLS-DA）和线性判别分析（LDA）构建定性分类及回归模型。构建模型所用前三主成分可解释UV-Vis数据89%的总方差量与FT-IR数据98%的总方差量。PLS-DA结果显示基于FT-IR数据的品种分类具有良好线性回归拟合度；LDA分类准确率表明，UV-Vis光谱在葡萄品种鉴别方面优于FT-IR光谱，而FT-IR数据的LDA模型对年份鉴别的分类效果更佳，且能清晰区分六年以上陈酿红酒。该系列方法无需昂贵繁琐的化学分析即可保障葡萄酒身份真实性，具有实验室普适性优势。
关键词： 化学计量学、傅里叶变换红外光谱、葡萄酒真伪鉴别、光谱技术、紫外-可见光谱
更新于2025-09-11 14:15:04
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苯并环化位点及环金属配体π共轭变化对单阳离子铱(III)配合物光物理性质与反饱和吸收的影响
摘要： 本研究合成了一系列单阳离子铱(III)配合物[Ir(C^N)2(pqu)]+PF6?[pqu=2-(2-吡啶基)喹啉，C^N=2-苯基喹啉(1)、3-苯基异喹啉(2)、1-苯基异喹啉(3)、苯并[h]喹啉(4)、2-(2-吡啶基)萘(5)、1-(2-吡啶基)萘(6)、2-(9-菲基)吡啶(7)、2-苯基苯并[g]喹啉(8)、2-(2-萘基)喹啉(9)和2-(2-萘基)苯并[g]喹啉(10)]。这些配合物的C^N配体具有不同π共轭程度和苯并稠合位点，可用于阐明C^N配体苯并稠合位点对配合物光物理性质的影响。通过光谱技术和含时密度泛函理论计算系统研究了配合物的紫外-可见(UV-vis)吸收与发射特性，采用纳秒瞬态吸收(TA)光谱和非线性透射技术考察了其三重激发态吸收与反向饱和吸收(RSA)性能。当苯环与C^N配体吡啶环或4,5位稠合时（配合物2、5-7、9、10），相比母体配合物0，其UV-vis吸收与发射光谱发生红移，同时三重态寿命和发射量子产率显著降低；而苯环与吡啶基其他位点稠合时（配合物1、3、4）对最低单重(S1)和三重(T1)激发态能量影响甚微，但明显改变其TA光谱特征。萘基与吡啶环5,6位稠合时（配合物8）虽不改变S1能级，但通过将T1态转变为苯并[g]喹啉局域化的3π,π*态，导致该配合物与10号配合物呈现完全不同的发射和TA光谱?；爰し⑻盏奈坏阋览敌员浠拐庑┡浜衔锒?32 nm/4.1 ns激光脉冲产生强弱不一的RSA效应，其强度递减顺序为：3>7≈4≈9≈6>8≈1≈2≈5>10。
关键词： 铱(III)配合物、含时密度泛函理论、光谱技术、光物理、反饱和吸收、苯并环化反应
更新于2025-09-04 15:30:14
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单个贴片纳米天线的近场与远场热辐射
摘要： 报道了单个金属-绝缘体-金属纳米天线在远场的频谱响应和近场的空间响应，以热涨落作为电磁场的内部源。通过结合傅里叶变换红外光谱与基于共聚焦几何中光衰减效应的空间调制，获得的远场光谱揭示了两个不同的发射峰，这归因于在两个不同波长下激发了纳米天线的基本模式。通过热辐射扫描隧道显微镜获得了热激发模式的超分辨近场图像。数值模拟支持了实验结果，表明在构成天线的绝缘电介质材料的共振附近，可以在不同波长激发相同模式。
关键词： 近场、纳米天线、热辐射、显微镜技术、光谱技术、远场
更新于2025-09-04 15:30:14
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近红外光谱法作为橄榄中脂肪和水分分析的快速可靠工具
摘要： 对橄榄果实中脂肪和水分含量的评估对橄榄种植者和橄榄油加工者都至关重要。用于测定橄榄果实脂肪含量的参考方法（如索氏提取法）耗时、耗材且劳动强度大。近红外（NIR）光谱技术被提出作为快速无损分析橄榄果实脂肪和水分含量的解决方案。本研究在六个不同采收时间点对四个品种（Arbosana、Arbequina、Chiquitita和Koroneiki）的脂肪和水分定量方法进行了比较研究，以确定近红外技术作为替代方法的潜力。此外还使用锤式粉碎机的三种不同筛网尺寸（4毫米、6毫米和8毫米）以及刀片粉碎机，研究了橄榄果浆粉碎程度对近红外性能的影响。结果表明，参考索氏提取法与近红外方法之间具有令人满意的相关性（R2=0.995）。采用近红外与传统烘箱法对水分含量进行的比较研究也显示出R2值为0.995。与锤式粉碎机相比，刀片粉碎机测得的脂肪和水分含量值均更高。评估表明，在建立化学计量模型时，为获得最高准确性，模型中应包含所有粉碎尺寸和刀片尺寸的数据。
关键词： 索氏提取法、近红外（NIR）光谱技术、含水量、橄榄果实、脂肪含量、化学计量学模型
更新于2025-09-04 15:30:14