近红外光谱技术在纺织布料聚类分析中的应用

以棉涤、棉氨、粘涤、棉锦、羊腈、锦涤六种纺织布料为研究对象,采集近红外光谱数据,进行一阶求导和矢量归一化预处理后,采用标准算法计算样品间的光谱距离,并利用Ward氏算法对样品进行聚类分析.试验对三种、四种、五种布料分别进行了聚类,所有不同种类的样品都得到了正确的分类,验证了近红外光谱检测法应用于纺织品聚类分析中的可行性.通过对聚类算法的分析,提出了局部回归算法在纺织品聚类分析中的应用,为进一步研究近红外光谱技术在纺织布料聚类分析中的应用提供了建议.     

基于梯度方向直方图的干枯植物与裸土偏振光谱识别研究

从地物光谱图像识别的关键问题出发,将改进的梯度方向直方图(光谱梯度方向直方图)与"光谱总反射率"应用到偏振光谱识别研究中,实现了对5种干枯植物与3种裸土的识别.在研究中,先联合光谱梯度方向直方图特征向量的模与光谱总反射率进行层次聚类分析,可以识别6种研究对象,再单独利用光谱梯度方向直方图特征的模进行层次聚类分析识别其余2种研究对象,从而可以实现全部研究对象偏振光谱识别.     

不同产地小美牛肝菌的红外光谱聚类分析研究

同一种蕈菌子实体,由于外观形貌相似,凭传统外观形貌特征难以鉴别产地来源.用傅里叶变换红外光谱技术结合系统聚类分析了5个不同产地的63个野生小美牛肝菌子实体样本.结果表明,原始红外光谱在4000～400 cm-1总体特征相似,主要是由蛋白质、多糖等吸收谱峰组成,在1800～1000 cm-1范围不同产地样本的原始光谱存在微小的差异.对光谱进行一阶导数和二阶导数处理,用导数光谱进行系统聚类分析(HCA),结果显示,一阶导数光谱在1800～1000 cm-1范围按不同产地样本聚类效果较好,63个样本按5个不同产地很好地聚类,分类正确率达到了90.5%.结果提示傅里叶变换红外光谱结合系统聚类分析可以快速、方便地对不同产地野生蕈菌进行鉴别分类.     

基于近红外漫反射光谱的盐酸左西替利嗪片判别分析

当前市场上的药品种类繁多,因此对不同厂商的同类药品进行识别分析对规范医药市场及保障人民用药安全有重要现实意义.实验采用基于傅里叶变换近红外漫反射光谱的光谱判别分析方法,结合矢量归一化方法和导数方法对光谱进行预处理,对不同品牌的盐酸左西替利嗪片建立定性识别模型,并用验证集样品对模型进行验证。验证结果表明,通过光谱库判别分析法建立识别模型不能正确识别同一厂家的两种样品,但对不同厂家盐酸左西替利嗪片的识别正确率为100%,该方法可以用于不同企业同类药品的快速定性识别和质量控制.     

基于三维荧光光谱特性的白酒聚类分析研究

对95种不同产地、不同品牌的典型系列白酒以及10种品牌的同一品牌、不同年份的年份白酒在不同波长的激发光激发下所产生的荧光进行测定,并合成其三维荧光光谱图.研究发现,不同品牌白酒的三维荧光光谱在主荧光峰个数、波峰位置、最佳激发波长3个参数有着各异的表征,而同一种品牌白酒的三维荧光光谱的3个参数十分相近.经过对不同品牌白酒的三维荧光光谱比较发现,提取三维荧光光谱的3个有效三维光谱特征参数可以有效地区分不同品牌的白酒.对不同品牌的白酒进行聚类分析,结果证明了使用所述的3个参数对不同品牌白酒进行分类的有效性.     

基于可见-近红外光谱技术的家蚕蚕种鉴别方法的研究

提出了一种结合主成分分析和人工神经网络技术的可见-红外光谱家蚕蚕种快速鉴别新方法.主成分分析法用于家蚕蚕种品种的聚类分析及主成分的提取.从主成分1和2对所有建模样本的得分图可以看出,主成分分析法对不同种类家蚕蚕种具有较好的聚类作用,可以定性分析家蚕蚕种品种.提取了6个能解释原始光谱的大部分信息的主成分,作为BP神经网络的输入,建立了三层BP人工神经网络模型.选取了4个典型的家蚕蚕种品种,共120个样本,其中随机选取了100样本用来建立神经网络品种鉴别模型,对未知的20个样本进行预测,结果表明,品种识别准确率达到100%.说明该方法具有很好的分类和鉴别作用,为家蚕蚕种的品种鉴别提供了一种新的途径.     

基于可见-近红外光谱的路面状况识别的研究

光谱技术在公路状态识别（是否结冰、积水或积雪）方面有着积极的应用前景,但太阳光作为光源识别公路状态的研究较少。分别采用阳光和卤钨灯作为白天和夜间的实验光源,通过微型光谱仪数据分别得到冰、水、雪和公路本底的可见-近红外波段的光谱曲线。白天时,结冰和积水状态在不同光照情况下会出现“异物类谱”现象,根据阳光光照特性,本文提出将“环境变量”作为特征值的解决方法,并基于光谱曲线及归一化后的“环境变量”特征值,将光谱数据组合成新的数据波形,基于Dropout与Adam优化器的神经网络模型对数据进行训练和识别,最终识别率为99.375%。夜间,由于各类样本光谱区域差异明显,采用“组合-阈值”法识别。实验证明通过两种光源结合的识别方法,能够有效识别路面状态。     

基于3维荧光光谱技术的含乳饮料分类研究

为了证明3维荧光光谱法对市面上的牛奶饮料进行快速分类的有效性, 采集了市面上购买的12个不同品牌的牛奶饮料的3维荧光光谱, 对光谱数据进行了预处理。采用主成分分析、因子分析结合聚类分析的方法对预处理后的光谱数据进行分类, 通过因子分析提取出8个因子代表 3维荧光光谱数据, 对降维后的数据进行了聚类分析。结果表明, 主成分分析保留前两个主成分的累积贡献率达到95.15%, 能较好地降低光谱数据的维数, 但是分类阈值不易确定; 选择2.5作为阈值距离, 可将含乳饮料分为配制型含乳饮料、发酵型含乳饮料和乳酸菌饮料, 分类准确率达到83%以上。该研究验证了3维荧光光谱结合因子分析对含乳饮料进行分类的可行性。     

基于BP神经网络的近红外光谱法鉴别芝麻油品牌的研究

研究了一种用近红外光谱分析技术快速鉴别芝麻油品牌的方法。首先对芝麻油样品的近红外光谱采用主成分分析法进行聚类分析,加结合人工神经网络技术进行芝麻油品牌的鉴别。通过主成分分析,得到前15个主成分的累计可信度达到99.72%,再将55个校正集样品的前15个主成分数据作为BP网络输入变量,建立一个3层BP人工神经网络的芝麻油...     

基于近红外光谱的舌诊疾病识别的研究

为了对中医舌诊的客观化研究,提出了应用近红外光谱分析技术快速无创的对健康人、冠心病、糖尿病和肝炎患者的不同人群的舌诊近红外光谱进行识别的新方法.首先对98个样本光谱数据进行归一化处理,用主成分分析(PCA)方法得出的累计贡献率达99.88%的前8个主成分作为广义回归神经网络(GRNN)的输入变量,建立了舌诊近红外光谱的识别模型.利用该模型分别选取了18个不同人群的近红外光谱数据共72个样本用于神经网络的训练,余下的26个用于预测,当光滑因子为5/8时预测的最大误差为0.17342,最小误差为0,获得了较理想的预测精度.实验结果表明用PCA和GRNN相结合的方法对舌诊近红外光谱与疾病之间建立了较好的关联,对加强中医舌诊的客观化起到了很好的促进作用,为疾病的诊断提供了一种新的方法.     

Cd1-xMnxTe晶体衬底的红外透过性能

研究了生长态和退火后Cd1-xMnxTe晶片的吸收边和红外透过性能.Cd1-xMnxTe晶体采用垂直Bridgman法生长,获得面积为30 mm×40 mm的(111)面Cd1-xMnxTe单晶片;晶片在Cd气氛下退火.近红外光谱表明,吸收边的截止波长反映晶片的Mn含量范围为0.1887≤x≤0.2039,其中轴向成分波动差值约为0.0152,径向成分波动差值约为0.0013;x=0.2的Cd1-xMnxTe晶体吸收边的吸收系数变化范围为2.5～55 cm-1;退火后,晶体的吸收边位置没有变化,表明晶片中Mn含量未受到退火的影响.傅里叶变换红外透射光谱表明,晶片在红外光波数为4000～500 cm-1范围的红外透过率为45%～55%;退火后,晶片的红外透过率提高到61%以上,接近理论值65%.     

用近红外分析方法测定重质馏份油的化学族组成

测定了扬子公司不同厂的重质馏份油的近红外谱图,以偏最小二乘方法为数学工具,通过色-质连用法取得基础数据,建立重质馏份油的近红外光谱族组成模型。采用该模型测定未知样品与色-质连用法的测定结果相比,饱和烃中正构烷烃、异构烷烃、环烷烃的质量分数和芳烃质量分数的相关系数分别为0．9857、0．9854、0．9968 和0．9984。分析结果表明,两种分析方法的结果一致。近红外方法重现性好,分析速度快,结果准确,且不消耗有机溶剂。     

BiPLS结合模拟退火算法的近红外光谱特征波长选择研究

为了简化近红外光谱模型,提高对草莓可溶性固形物含量的预测精度,将反向偏最小二乘法(BiPLS)与模拟退火算法(Simulated annealing algorithm,SAA)相结合优选特征波长,建立了多元线性回归可溶性固形物光谱模型.原始光谱经过预处理后,用反向偏最小二乘法优选出4个特征子区间(分别为第8、13、1...     

恶性骨肿瘤患者红细胞的拉曼光谱研究

通过对正常人和恶性骨肿瘤患者红细胞的拉曼光谱进行了研究.发现对于恶性骨肿瘤患者,部分谱线如1001.2,1228.8,1398.7,1372.8cm-1红移了2～4cm-1,说明这些谱线对应的基团内部构象发生微小变化.以1586cm-1为标记峰得到各峰的相对峰强比,发现恶性骨肿瘤患者红细胞的拉曼峰相对于正常人的相对强度的比值在1505,1228,1087,1001和747cm-1处显著减小,说明亚铁血红素、苯丙氨酸和脱氧核糖在红细胞内的含量减少.由统计分析可知Ⅰ1586/1228,Ⅰ1586/1001和Ⅰ1586/1169的峰-峰比的变化可为恶性骨肿瘤的早期诊断提供一定的依据.     

Al/LB绝缘膜/Si结构界面态研究

I—V特性法表明单层LB聚酰亚胺膜(～0.5nm)MIS结构的界面态密度为10~(12)～10~(13)cm~(-2)eV~(-1)。对11和41层LB聚酰亚胺膜,DLTS测试得到的界面态密度分别为10~(12)～10~(13)和10~(11)～10~(12)cm~(-2)eV~(-1)。所有结果表明,在硅禁带中央附近具有较大的界面态密度。     

原位显微拉曼测温系统的设计及实现

拉曼光谱仪是一种常用的光学分析手段,目前国内市场上存在许多小型的便携式拉曼光谱仪,虽然操作简单,但光谱分辨率及探测范围有限.文章设计并搭建了一台具有显微原位测温功能的大型拉曼光谱仪系统,测试结果表明,系统能够探测的波数范围为-6 000～325 cm-1、275～6 000 cm-1,光谱分辨率可达到0.7cm-1.将其与已经商业化的便携式拉曼光纤探头对比,对标准样品硅片及其他样品的测试结果表明:该系统具有更高的信噪比及灵敏度,对激发光、杂散光的滤除效果更优,能够探测到样品的反斯托克斯拉曼信号,具有原位探测样品表面温度的能力.     

基于波长调制光谱的多参数测量方法研究

基于扫描波长调制光谱技术,开发了一种同时测量气体压强、温度和组分浓度等多个参数的传感器.详细分析了利用谱线的4f_(peak)/2f_(peak)和2f/1f信号测量气体参数的迭代算法以及传感器的设计方案.采用频分复用方案,利用7 429.72 cm~(-1)和7 454.45 cm~(-1)两条H_2O谱线对温度分布在300~1 200 K范围内的静态气室进行了实验研究.实验结果表明迭代算法具有收敛速度快和测量精度高等优点,温度、压强和H_2O组分浓度的测量值与预测值基本符合,与预测值的最大相对偏差分别在4%、6%和6%以内.     

二硝基苯甲酸同分异构体的太赫兹与红外光谱特性

利用太赫兹时域光谱系统(THz-TDS)和傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)分别研究了2,4-, 2,5-, 3,4-, 3,5-二硝基苯甲酸的吸收谱.实验结果表明, 4种同分异构体的吸收光谱在红外波段(1 400~1 800 cm-1)表现出相似性, 而在太赫兹波段(0.3~2.2 THz)却存在非常明显的区别.利用密度泛函理论(DFT)对4种物质的吸收频谱进行计算, 并根据计算结果对吸收光谱的相似性和差异性进行解释.太赫兹时域光谱技术为鉴别物质的同分异构体提供了一种可行的手段.     

基于iPLS原理最优化信息区间的桃糖度组合权重PLS模型研究

采用反向区间偏最小二乘法和组合区间偏最小二乘法优化桃糖度可见/近红外光谱的信息区间组合,在选择的信息区间基础上提出了建立一种线性组合权重PLS模型的方法。对近红外光谱进行二阶导数处理、卷积平滑校正后,在区间分割数为15时筛选结果最优,BiPLS所选择的信息区间为742~770nm和 862~920nm,SiPLS所选择的信息区间为742~770nm、832~860nm和892~920nm;直接组合信息区间BiPLS和SiPLS模型的RMSEP值分别为0.386和0.308;线性组合权重PLS模型的RMSEP值分别为0.351和0.364。结果说明在近红外定量分析中,建立线性组合权重模型具有克服复杂样品各信息区间对PLS建模贡献率不一样的问题。     

InGaAsP/InP Double Quantum Well Intermixing Induced by Phosphorus Ion Implantation

A quantum well intermixing(QWI) investigation on double quantum well(DQW) structure with two different emitting wavelength caused by phosphorus ion implantation and following rapid thermal annealing (RTA) was carried out by means of photoluminescence(PL). The ion implantation was performed at the energy of 120 kev with the dose ranging from 1 × 1011 cm-2 to 1× 1014 cm-2. The RTA was performed at the temperature of 700 ℃ for 30 s under pure nitrogen protection. The PL measurement implied that the band gap blue-shift from the upper well increases with the ion dose faster than that from lower well and the PL peaks from both QWs remained well separated under the lower dose implantation(～1×1011 cm-2 ) indicating that the implant vacancy distribution affects the QWI. When the ion dose is over ～ 1 × 1012 cm-2 , the band gap blue-shift from both wells increases with the ion dose and finally the two peaks merge together as one peak indicating the ion implantation caused a total intermixing of both quantum wells.