光谱分析技术国内外研究现状.docVIP

光谱分析技术国内外研究现状 1光谱分析技术简介 ......................................................................................................... 1 2国内外研究现状 ............................................................................................................ 1 2.1国外研究现状 ...................................................................................................... 1 2.2国内研究现状 ...................................................................................................... 2 3数字变换方法在光谱分析中的应用 ................................................................................ 2 1光谱分析技术简介 光谱是反映辐射强度或其他与之相关性质随波长(波数)变化的谱图。目前，它是一 种被广泛应用于研究表征物质的化学组成，在分子层次上的结构及分子间相互作用的有力手 段。光谱又分为红外光谱(红外光谱分为近、中、远红外光谱)、可见光光谱、紫外光谱。 先目前以红外光谱分析技术应用较多 红外光谱的形式虽然多种多样，从本质上可分为发射光谱和吸收光谱两大类。物体的 红外发射光谱是指样品在通过受激或自发辐射的条件下，所发射的红外光的强度随波长(波 数)变化的光谱图，红外发射光谱主要决定于物体的温度和化学组成。吸收光谱是指样品对 红外辐射的吸收能力随波长(波数)变化的光谱图，在实验上，使红外光与样品发生相互作用， 测定红外光与物质相互作用前后光强的变化与波长(波数)之间的关系, 称红外吸收光谱。 2国内外研究现状 2.1国外研究现状 目前,已有数十个国家和地区从事这一领域的研究和开发。 [9]国外具有代表性的是:(1)美国德州仪器公司的Ronald E.Stafford等人提出使用 DMA(Digital Micro,mirror Array)作为光谱合成元件的成像光谱仪，降低了仪器成本，提高 了检测速度;但是采用三层结构，加工工艺复杂，导致成品率低，同时受到国外专利保护 及技术垄断。(2)美国Polychromix公司，Honeywell 研究实验室、桑迪亚国家实验室和麻 省理工学院公司联合科研组的Stephen Senturia教授等人推出了基于衍射光栅光束原理的可 编程式数字变换光谱仪。可测波长范围从0.9um到2.5um，性能可靠，结构紧凑，内部没有 可移动部件，消除了部件移动可能带来的误差。在近红外光谱监测技术领域是真正意义上 从实验室检测仪器发展到了现场检测仪。目前已经成功应用到了乳品生产线上进行实时在 线监测。但是，其使用三层结构的光栅光阀作为光通道开关，工艺要求高，国内很难加 工，价格昂贵(中国市场上价格约20万,30万人民币)，同时受到国外专利保护及技术垄断。(3)德国的F.Zimmer等人提出的一种基于MEMS技术的扫描光栅光谱仪，复色光入射到可旋转的光栅上，通过调制光栅，使不同波长的衍射光入射到单个InGaAs探测器。可测范围0.9um,2um。但是，该光栅光谱仪中使用了微机械扫描结构，同时所使用的衍射光栅 )韩国美卡希斯有限公司研发制造的食品专用检测设备，但是价格昂贵。此加工复杂。(4 外，德国Hamburg -Harburg大学、瑞士Neuchatel大学、美国斯坦福大学、芬兰学者Martti Blomberg等都进行了光谱检测仪方面研究。 2.2国内研究现状 国内具有代表性的是:重庆大学温志渝等人开发的基于微镜的红外光谱仪器和集成微型近红外光谱仪，该微型近红外光谱仪采用MEMS扫描微镜，使用集成化技术，仪器体积大大减小，是国内科研机构最早研制出来的微型近红外光谱仪。但是由于国内工艺很难有效解决扫描镜面积(入光能量)和驱动电压这两个关键参数的匹配，目前正在进行多电极驱动扫描微镜近红外光谱仪的研究。另外温志渝等人也研制了基于线阵探测器件的微型近红外光谱仪。但是，由于使用昂贵的InGaAs探测线阵，仪器成本比较昂贵。中科院长春光机所开发出基于固定滤光片的粮食专用型NIR 分析仪。郑建荣等人研制了滤光片反射式NIR 测试装置,对流化床喷雾制