外腔调谐激光泵浦的差频中红外宽调谐激光光谱系统

室温工作的连续可调谐相干光源在痕量气体检测技术中有着重要的应用价值,非线性差频方法是获得室温工作的中红外相干光源的有效途径,是对传统激光光源的重要补充.报道了一种基于差频方法的室温工作宽调谐中红外激光光谱系统,使用两台近红外半导体激光器作为种子光源,采用PPLN晶体作为非线性混频器件,结合准相位匹配技术实现了3.2～3.7μm中红外相干光源输出,最大差频输出功率约为1μW,对CH4基频吸收谱线的光谱检测表明,系统能够满足在中红外光谱区对气体成分进行高分辨、高灵敏、快速吸收检测的需要.     

基于空间调制和单元器件的短波红外光谱探测

目前近红外波段的光谱探测在各个领域已经得到广泛应用[1],但在短波红外波段,由于受焦平面红外探测器发展水平的限制,短波红外波段光谱探测还存在难以消除非均匀性以及分辨率高时信噪比不足的缺点.本文从理论上分析了基于空间光调制器和单元探测器的多通道探测方法的信噪比优势,并利用基于Hadamard变换的空间光调制光谱探测方法,成功进行了单元探测器获取多谱段信息的模拟实验,从而提出一种可以减少短波红外光谱探测对焦平面器件的依赖的制备红外光谱探测仪的新思路,并证明了这种方法的可行性.     

有机红外半导体单还原态双硫醇烯-铂的制备及其光电性质研究

用化学合成法合成了有机红外半导体双硫醇烯铂和单还原态双硫醇烯铂.用色谱、有机质谱确证了所合成的中间产物以及目标产物.FT-IR光谱和椭圆偏振光谱表明单还原态双硫醇烯铂在近红外波段1300～1800nm有明显的光学吸收.在宝石基片上制作了MSM金又指型电极的光电原型器件,验证了单还原态双硫醇烯铂在近红外波段的光电响应.     

基于LS-SVM的红外光谱技术在奶粉脂肪含量无损检测中的应用

脂肪是奶粉中重要的组成部分,实现对奶粉中脂肪含量的快速、无损检测十分重要,为此研究了400～6666cm-1范围的红外光谱技术对不同品种奶粉的脂肪含量的无损检测.采用最小二乘支持向量机(LS-SVM)对光谱透射率值和脂肪含量值进行建模.模型在全红外波段范围对样本脂肪含量预测得到了较好的结果,绝对系数(R2p)达到0.9796,预测误差均方根(RMSEP)为0.8367.预测结果要优于BP人工神经网络(Back Propagation Neural Networks, BP-NN).说明红外光谱技术能够实现奶粉脂肪含量的无损检测,检测过程比化学检测方法简单快速,操作性强.文章同时还研究了分别基于中红外光谱范围和近红外光谱范围的建模.模型预测结果显示分别基于中红外光谱和近红外光谱区域的模型预测效果都比全波段建模略差.本研究为今后奶粉脂肪含量快速无损检测仪器的开发奠定了理论基础.     

电可调非致冷红外探测原理

传统的红外光谱探测技术能够提供丰富的光谱信息,应用广泛,但该技术同时也存在一定局限性,如很难同步实现探测器小型化和探测波段实时调节等方面的要求.提出了一种基于电可调表面等离子体谐振吸收的新型FET红外探测器结构.基于电磁场理论分析了结构参数对红外光学吸收的影响,并通过结构参数的优化使吸收结构对特定红外波段的吸收率达到90%以上.栅压变化时VOx热敏层中载流子的浓度分布和折射率均发生变化,显示该器件具有明显的电可调光谱吸收特性.借助于这种FET结构,非制冷红外探测器将具有片上可调光谱探测能力,同时具有易于阵列化特点,为微小型可配置光谱成像探测器件提供了一条思路.     

利用纤维红外吸收特性的皮棉杂质检测新方法

为有效检测出与棉纤维形态、颜色极其相似的异性纤维杂质,根据异性纤维与棉纤维近红外吸收特性的差别。提出近红外光谱成像方法检测皮棉异性纤维杂质．该方法分析近红外波段中异性纤维与棉纤维吸收特性差异随波长变化规律,确定了区分棉纤维与多种异性纤维的最佳波段的范围,建立红外光谱成像系统,将异性纤维近红外吸收特性转化为近红外图像中异性纤维图像特征,利用自适应图像增强和二值化图像处理,从皮棉背景中提取异性纤维．实验结果表明,该方法获取的异性纤维图像特征明显,检测结果与实际相符,此方法可有效识别皮棉中异性纤维杂质．     

低偏振超宽光谱分色膜设计与制备

可见/红外超宽光谱分色片是星载中分辨率光谱成像仪III 型光学系统中的重要光学薄膜器件。利用诱导透射原理,采用金属-介质膜系结构加非对称等效导纳匹配层,实现了45°入射时0.4~1.05 μm光谱高效透射,1.35~13 μm波段光谱高效反射,从而将入射光束分配到不同的光路。同时通过消偏振控制设计,获得了可见近红外波段低偏振灵敏度（LPS）。所研制的分色片可见近红外波段平均透射率大于85%,LPS小于4%;短波及长波红外波段平均反射率大于90%。     

模拟绿色植被光谱特征的高光谱伪装材料与技术研究进展

高光谱成像技术对伪装隐身技术提出了新的更高要求。研究绿色植被光谱特征的各种模拟技术,可为解决高光谱成像探测下目标的伪装问题提供新的思路。本文总结了绿色植物在可见-近红外波段以及热红外波段的光谱特征,分析了其在不同波段的光谱特性形成机制,阐述了近年来模拟绿色植被光谱特征的高光谱伪装材料与技术的研究进展,分析了现有高光谱伪装材料与技术的特点及存在的弊端,提出了模拟绿色植被光谱特征的高光谱伪装材料与技术的发展方向和趋势。     

石墨烯/铜镍铁氧体复合材料的制备及性能研究

为制备出宽波段磁波衰减材料,采用水热法制备得到了石墨烯/铜镍铁氧体复合材料（CNFRGO）,并对其进行SEM、XRD、红外光谱和拉曼光谱表征分析;然后测量其2~18 GHz的电磁参数,并计算其损耗角正切值和反射损耗,进而分析其微波衰减性能;最后,测量其中远红外波段的复折射率,利用测量数据和T矩阵法计算分析其红外波段消光和吸收性能。结果表明,尖晶石型铜镍铁氧体纳米颗粒吸附在还原石墨烯上,粒径大部分约为20 nm;CNFRGO同时具有介电损耗和磁损耗两种机制,其反射损耗低于-10 dB的频宽为3.7 GHz,在11.8 GHz处有峰值-14.7 dB;CNFRGO在近红外波段消光较强主要由散射引起,中远红外波段则主要由吸收决定,而其吸收能力在近红外和中红外波段较强,但在远红外大气窗口内相对较弱。因此,CNFRGO可同时吸收微波和红外辐射,是一种良好的微波与红外兼容材料。     

基于可见光光谱图像的红外多光谱图像仿真生成

阐述了红外多光谱图像仿真技术的意义和原理,研究了一种红外多光谱图像的仿真生成方法.提出了一种基于可见光/近红外波段多光谱、超光谱图像数据的地面场景建模方法,以及无监督分类方法和有监督分类方法相结合的地物像元分类、匹配、标记的策略,可以高效地解决像元地物自动匹配标记的问题.利用RGB彩色图像验证了这一方法,在将图像分割后为每类像元赋予相应的红外发射率数值,生成了4个红外波段的多光谱仿真图像,验证了该方法的可行性,指出了多光谱、超光谱图像数据在仿真应用中的各自特点.从仿真结果可以看出:不同波段图像中目标和背景之间呈现不同的特征.该方法可以生成空间形貌和辐射特征接近真实环境的红外多光谱仿真图像,对长波红外波段的多光谱成像探测仪器的研制和目标、背景光谱特征分析与探测算法的研究具有一定意义.     

Comparison Between the Induced Changes in the Intensities of Mid and Near Infrared Absorption Bands of Poly[Vinyl Alcohol] Due to Temperature and Solvents

The temperature induced changes in the intensities of the infrared absorption bands of PVA in both MID and NIR regions are presented. The absorption band at 1141cm^-1 is the only band among the bands in the mid region which is markedly affected by temperature. This band is taken as a measure of crystallinity of PVA. PVA shows two phase transitions at 80c⁰ and 120c⁰. The absorbances of the 1940nm in the near region is also temperature sensititve. The temperature dependence of the other bands in either mid or near regions is very weak. The effect of non polar and polar solvents such as n-hexane, carbon tetrachloride, toluene, chloroform, methanol and acetone is discussed. Comparison between the solvent induced changes in the intensities of the bands in mid and near regions is carried out. The data demonstrate that the bands in the near region ( overtone and combinations) are more sensitive to solvents than the bands in the mid regions. The combined effect of temperature and solvents on the intensities of absorption bands of PVA is also studied.     

光腔衰荡光谱技术用于OH浓度测量的误差分析

光腔衰荡光谱技术（Cavity Ring Down Spectroscopy,CRDS）是一种高灵敏度的吸收光谱测量技术,在燃烧场激光光谱诊断领域里是一种十分重要的燃烧产物定量测量手段。文中研究了光腔衰荡光谱技术用于燃烧产物定量测量的原理,搭建了脉冲型光腔衰荡光谱技术实验系统,选取OHA2+-X2（0,0）电子跃迁带的P1（2）吸收线谱,在常压条件下对平面火焰的OH浓度进行了定量测量,并对激光器线宽及线型、激光器的频率稳定性、火焰温度、光腔参数等因素对测量误差的影响进行了分析讨论。误差分析给出了光腔衰荡光谱技术的几个关键注意事项,可为光腔衰荡光谱技术的应用提供指南。     

长波红外激光成像雷达技术的研究进展

文中论述了长波红外激光成像雷达国内外最新研究进展。以CO2激光成像雷达为典型代表,分析了长波红外激光成像雷达（与短波红外和中波红外相比）所拥有的技术优势。其中CO2长波红外激光成像雷达已步入技术成熟阶段,现现高帧频、小型化、多用途波导CO2激光成像雷达方向发展。随着近年来最子级联半导体激光器（QCL）迅猛发展,全固化QCL激光成像雷达,将是未来长波经外激光成像雷达技术研究的热点之一。     

基于近红外透射光谱的牛奶中脂肪和蛋白质含量检测

基于近红外光谱检测牛奶中蛋白质和脂肪含量是当前的一个研究热门,主要可以利用近红外反射光谱,近红外漫反射光谱和近红外透射光谱的光谱信息来分析牛奶的主成分含量。本文是利用近红外透射光谱原始数据,通过数学方法转换,从吸光值、吸光比和吸收度三种形式,采用偏最小二乘法(PLS)回归,分别建立了其与牛奶主成分浓度之间的校正模型。对比三种形式所建立的数学模型的优劣,探讨了如何提高PLS校正模型预测精度的相关问题。     

定向红外干扰系统中磷锗锌激光源的最新进展

高质量中红外激光源是定向红外干扰系统中的核心组件,与系统的作战效能密切相关。介绍了定向红外干扰系统中基于磷锗锌晶体的激光源的晶体特性、生长工艺、常用腔型和抽运源技术,详述了磷锗锌激光源的最新研究和应用进展,分析了制约磷锗锌激光源发展的技术瓶颈,并对磷锗锌激光源在定向红外干扰系统中的应用前景进行了展望。     

近红外光谱仪器的研究进展与发展趋向

近红外光谱技术正受到越来越多研究人员的青睐。作为这一技术的基础和前提,近红外光谱仪推动着其快速发展。近年来,随着近红外光谱技术的广泛应用,已有的近红外光谱仪已经难以满足研究与生产的需要,为此科研人员在现有光谱仪的基础上进行了很多研究,以提高其使用性能。对近年来近红外光谱仪的研究进展包括仪器硬件的进展、光谱信号处理电路的改进、光谱信号处理方法的发展以及仪器软件的开发等进行了总结和归纳,并对近红外光谱仪的发展趋势进行了展望。     

光纤气体传感检测技术研究

光谱吸收型光纤气体传感器可以实现对气体的准确、快速、高灵敏度的检测,结合原理和典型系统综述了五种检测方法,其中单波长光谱吸收检测、差分检测、谐波检测技术发展得比较成熟,并且开始应用在石油化工等领域,而光腔衰荡光谱技术（CRDS）和有源腔气体检测技术是近几年刚兴起的新技术,具有实际吸收光程长,检测精度不受光源强度及其变化影响的特性,是很有发展潜力的光谱吸收检测技术。     

GaN基多量子阱红外探测器研究进展（特邀）

多量子阱红外探测器是一种新型的利用子带跃迁机制的探测器件,具有非常高的设计自由度。GaN/Al(Ga)N量子阱由于大的导带带阶,超快的电子驰豫时间,超宽的红外透明区域以及高的声子能量,使得其成为继GaAs量子阱红外探测器之后又一潜在的探测材料结构。文中详细综述了国内外关于GaN基量子阱红外子带吸收及其探测器件的研究进展。首先介绍了量子阱红外探测器的工作原理及其选择定则,接着从极性GaN基多量子阱、非极性或半极性GaN基多量子阱以及纳米线结构GaN基多量子阱三个方面回顾当前GaN基多量子阱红外吸收的一些重要研究进展,包括了从近红外到远红外甚至太赫兹波段范围的各种突破。最后回顾了GaN基多量子阱红外探测器件的研究进展,包括其光电响应特性和高频响应特性,并对其未来的发展进行总结和展望。     

Mid infrared and far infrared studies of the propyne optically pumped laser

An extensive study of the propyne optically pumped laser is presented. 32 new far infrared and 8 new mid infrared outputs are reported, together with pump frequency offset data. Complete assignments of some far infrared transitions and partial assignments of the mid infrared outputs are given. Very strong interactions occur between the mid and far infrared laser transitions. These interactions are of vital importance in obtaining high output energies.     

近红外单/多频石墨烯谐振腔吸波器研究

采用传输矩阵法研究了石墨烯谐振腔在一维周期结构中的吸波特性。在700~950 nm波段,通过改变不同介质的尺寸、入射角大小以及电磁波模式等参数,分析了吸收频点及吸收峰值的变化情况。研究结果表明,在改变缺陷层的尺寸时,可产生单频点或双频点吸收峰;入射角及电磁波模式的变化对吸收峰的峰值影响较大。以上分析结果可以为近红外石墨烯吸波器的设计提供理论依据。