便携式差分喇曼光谱技术在翡翠鉴定中的研究

为了实现对翡翠种属及注胶翡翠的鉴定,采用显微联用位移激发差分喇曼光谱法进行了理论分析与实验验证,得到了112个翡翠样品的差分喇曼光谱数据,比较了翡翠的差分喇曼光谱和普通喇曼光谱,并统计分析了翡翠的喇曼特征峰及B货翡翠的鉴别依据.结果表明,差分喇曼可有效滤除荧光,对识别高荧光翡翠样品的特征峰有显著优势;378cm-1,6...     

基于差分喇曼技术在抑制荧光中的应用研究

在传统的喇曼光谱检测过程中，喇曼光谱的有效信号有时会被荧光背景淹没，难以识别。为了准确、有效地分离差分信号和基线偏差，将差分喇曼技术和误差反向传播神经网络算法相结合，提出了差分喇曼解调和去噪算法，并进行了理论和实验验证。对市售的百草枯、补肾丸、机油以及海洛因等荧光较强的物质进行了检测分析。结果表明，可以得到有效的物质喇曼特征谱图。很好地解决了目前行业应用中检测的难题。     

差分喇曼光谱结合化学计量学检验烟用内衬纸

为了建立一种检验现场残留烟用内衬纸的科学方法,采用最新的差分喇曼光谱技术对44个不同品牌、不同系列的样品进行了检验,依据样品中主要填料的不同对样品进行了分类。结合化学计量学,将经主成分分析降维后的数据用来聚类分析,用显著性P值和Pearson相关系数评价聚类结果的好坏,得出的最优聚类结果用来建立判别式。结果表明,经解析比对谱图后可将样品分为4类; 建立的判别式实现了对44个样品100%的准确分类,并对未知样本的判别提供了依据。该方法结合谱图分析和化学计量学,能快速、无损、准确地对样品做出客观检验,具有一定的普适性, 为公安实际办案提供了理论依据。     

连翘叶的喇曼光谱鉴别

为了通过喇曼光谱对不同采收期的连翘叶进行快速质量评价,采用RM-1000型共焦显微喇曼光谱仪获取其喇曼光谱图后,对其喇曼图谱进行比较的方法,进行了理论分析和实验验证,取得了不同采收时间的连翘叶喇曼光谱特征峰强度的数据。结果表明,连翘叶的喇曼峰主要位于700cm-1～1600cm-1和2600cm-1～3100cm-1范围内,这些特征喇曼峰和其主要有效成分连翘苷密切相关,可以用于连翘叶的定性鉴别;不同采收时间连翘叶的喇曼特征峰强度存在明显差异,可以用于连翘叶的质量评价。喇曼光谱对连翘叶的定性鉴别和质量评价具有直接快速、简单准确的优势,这一结果对中药的质量控制是有帮助的。     

蓝紫光的腔增强空气喇曼光谱

喇曼光谱是一种无损、快速检测物质成分的方法。为了提高监测灵敏度, 对408nm波段半导体激光器的腔增强自发喇曼散射进行了研究。利用输出功率500mW、线宽0.9nm的408nm半导体激光器作激发光, 把激光耦合入共焦球面镜腔, 两面共焦球面镜的反射率分别为96.5%和99.5%, 部分激光返回半导体激光器形成光反馈, 半导体激光器与共焦腔形成共振。对装置的光反馈过程进行了探讨, 并对外腔的模式匹配和频率匹配分别进行了分析。结果表明, 共焦腔内功率达到15W, 功率增强了30倍; 用90°探测构型收集喇曼信号, 完成了空气喇曼信号检测; 1s积分时间, 获得N₂信号900个计数。此共振增强腔大大增强了喇曼散射信号, 有潜力应用于多种气体的在线检测或高灵敏度检测。     

级联喇曼光纤放大器

介绍了级联喇曼放大器的理论,并报道了最新的实验结果,分析了各种因素对放大器性能的影响,对未来的前景做了展望。     

基于石墨烯的喇曼基底稳定性改良方法

为了减缓银颗粒氧化从而提高稳定性并维持高信号强度, 采用石墨烯包裹银颗粒, 利用超薄的石墨烯来减缓银颗粒氧化的速度的方法进行了试验研究。试验中, 基底在放置一个月后仍能检测到浓度低至10-11mol/L的R6G溶液。结果表明, 石墨烯的存在使得石墨烯/银颗粒复合结构兼具电磁增强机制和化学增强机制, 提高了基底的检测灵敏度; 基底的增强效果随时间的衰减速度下降了近1倍, 提高了喇曼基底的稳定性。该方法经济简捷, 可以广泛适用于各种银基喇曼基底, 并且不会对基底原本的结构造成破坏。     

食用植物油的激光喇曼光谱研究

用激光喇曼光谱方法测量和研究了食用植物油中某些分子基团的振动谱线,观察到了不饱和脂肪酸中的C＝C双键的振动喇曼谱线在油被长时间加热后减弱的现象。     

拉曼光谱结合Adaboost算法的食源性致病菌分类识别

食源性致病菌的检测分类一直是食品安全领域的重要研究对象,与传统的病原菌分类方法相比,基于拉曼光谱的分类识别方法具有更高的灵活性和准确性.实验以常见食源性致病菌的拉曼光谱为对象,利用11种病原菌的132条光谱数据,提出一种基于主成成分分析(PCA)和线性判别分析(LDA)的Adaboost集成分类识别模型.实验结果表明,...     

Multi-channel lock-in based differential front-end for broadband Raman spectroscopy

In Broadband Stimulated Raman Spectroscopy, the intrinsic limit given by the laser shot noise is seldom reached due to the electronic noise of the front-end amplifier and the intensity fluctuations of the laser source. In this paper we present a low-noise multi-channel acquisition system, with an integration-oriented design, able to compensate the common-mode fluctuations of the laser output power with the pseudo-differential structure and reach a sensitivity better than 10 ppm thanks to the lock-in technique.     

利用红外光谱技术检验一次性筷子塑料包装袋

为建立一种快速准确区分检验现场提取到的一次性筷子塑料包装袋的方法,利用红外光谱仪以及Smart Performer采样器的实验方法,对收集整理的40个不同品牌、不同来源、不同批次的一次性筷子包装袋样品进行区分。依据红外光谱图中吸收峰的峰数、峰位、峰强的不同对各种筷子塑料包装袋样品进行鉴别,并通过红外光谱的特征差异进行分析归纳,从而将收集到的筷子塑料包装袋样品进行科学、有效的区分。同时,对样品的重现性、最小检出量以及污染情况的影响加以讨论。实验结果表明:该方法检验一次性筷子塑料包装袋样品简便快速、结果准确可靠、重现性好、无需制样且无损检材。     

基于红外指纹光谱的快速鉴别黑色记号笔墨水

为了实现对记号笔墨水的检验与认定，采集了广博等5种品牌共计40支黑色记号笔红外指纹图谱数据。采用了多元散射校正、峰面积归一化、自动基线校正和Savitzky-Golay平滑等技术，建立了基于多层感知器的黑色记号笔墨水分类模型，进行了理论分析和实验验证。结果表明，红外指纹图谱能反映分子结构的细微变化，可将水性与油性记号笔区分; 针对4种油性记号笔样本，发现模型在30维矩阵上特征提取最好，准确率为100%, 其中特征12、特征26和特征17对模型区分效果的贡献程度最高，分别为0.0355, 0.0347和0.0346;4种油性品牌记号笔样本均实现了100%的准确区分, 其中乐途品牌样本聚敛程度较高，分布集中，其墨水组分和含量差异较小，宝克品牌样本分布较为分散，其墨水组分和含量相对差异较大; 在验证性分析中，8个待判定样本均实现了100%的准确区分和归类，实验结果理想，利用红外指纹图谱结合多层感知器可实现黑色记号笔墨水品牌间的准确识别与分类。该方法提高了检验鉴定效率、降低了检验鉴定成本、可满足一线执法人员快速、准确的检验需求。研究结果具有一定的普适性和借鉴意义。     

Rapid identification of rice seed based on inverse Fourier transform of laser-induced breakdown spectroscopy

The identification of rice seeds is crucial for agriculture production. An inverse Fourier transform (IFT) method based on laser-induced breakdown spectroscopy (LIBS) is proposed to identify five kinds of rice seeds. The LIBS data of the samples were preprocessed by inverse fast Fourier transform (IFFT), and the time-domain signals of rice seeds were obtained. The back propagation (BP) neural network was used to establish full spectrum, segmented spectrum, time-domain full spectrum and time-domain segmented spectrum discrimination models. Compared with the original spectrum, the time-domain spectrum can significantly improve the identification accuracy. The time-domain full-spectrum identification accuracy reached 95.28%, and the time-domain segmented spectrum identification accuracy reached 94.36%, whose identification time was only a few seconds. The results demonstrate that LIBS detection technology combined IFFT and BP neural network is fast and accurate, which provides a new idea for batch detection of rice seeds.     

利伐沙班的定量检测:拉曼光谱法与远红外吸收光谱法

利伐沙班是一种新型口服抗凝药，它具有疗效确切、安全性好、使用方便等优点，所以经常用于静脉血栓栓塞性疾病的预防与治疗，以及非瓣膜性房颤的卒中预防。由于利伐沙班在患者体内的浓度会影响其对凝血因子Xa的抑制作用，这导致患者的临床反应有个体差异，影响最终治疗效果。为了更加合理地使用利伐沙班，临床上需要监测人体血液或尿液中利伐沙班的浓度。针对该临床需求，文中基于远红外指纹谱和拉曼特征谱在物质有效识别和定量分析的优势，采用傅里叶变换红外光谱仪和激光共聚焦拉曼光谱系统，针对液体状态下利伐沙班进行识别并定量检测。文中先通过傅里叶变换红外光谱仪检测利伐沙班的远红外吸收谱随其浓度发生的变化，再通过激光共聚焦拉曼光谱系统检测了利伐沙班的拉曼光谱随其浓度发生的变化，最后比较了远红外光谱法与拉曼法的准确率。经过比较，远红外检测的精度比拉曼光谱检测的精度提升2倍。这些结果对临床医学中利伐沙班的使用具有重要意义。     

壳层隔绝纳米粒子增强拉曼光谱测试系统设计

基于壳层隔绝纳米粒子增强技术,开发了一种新型的等离激元拉曼光谱测试系统,该系统能够有效地提高被测物质的拉曼反射信号强度。壳层隔绝纳米粒子增强技术采用包裹了极薄的二氧化硅或者氧化铝壳层的单层金纳米粒子,能够产生较强的表面增强效应。整个测试系统的硬件部分主要包括双处理器（ARM和DSP）主控板、半导体激光光源、光谱仪、光纤探头和粒子施加装置;软件部分能够自动获取被测物质的拉曼谱图。这里,粒子施加装置用于自动地将壳层隔绝纳米粒子施加到被测样本中。在实验中,将测试系统用于检测食品违禁添加物三聚氰胺和孔雀石绿,以验证壳层隔绝纳米粒子增强拉曼光谱技术。实验结果表明,该测试系统具有较高的测试灵敏度和较短的测试时间,广泛地适用于食品安全中痕量物质快速检测。     

基于BP神经网络的模塑封电子器件优化设计

针对塑封SOT(小外形晶体菅)器件的使用失效案例,从芯片设计角度出发,提出一种优化设计方法,该方法利用误差反向传播神经网络(BPNN),结合主成分分析(PCA)、遗传算法(GAs)及均匀设计的针对非线性系统的优化设计,设计了该塑封SOT器件的尺寸参数。结合实验和有限元模拟分析,验证该优化设计结果的有效性。结果表明,优化设计的器件各关键界面点的最大应力约减少了70~180MPa,器件的界面层裂现象得到消除,提高了器件的可靠性。     

Theoretical and experimental Raman spectroscopy study of mechanical stress induced by electronic packaging

The mechanical stress induced in Si chips by the packaging process (effect of die attach, flip chip bumping, etc.) is measured by micro-Raman spectroscopy. The measurements are performed on the [110] cross-section surface of the polished samples. This study shows that the current Raman formula for top-surface measurements cannot be used for cross-section measurements due to the anisotropic property of Si. The new formula for cross-section measurements is introduced in this paper. The experimental results are compared to finite element simulations. The Raman results correlate very well with the FE calculations. It shows that micro-Raman spectroscopy is a very interesting technique to study packaging induced stress in Si chips and to validate finite element calculations.