由中国物理学会发光分会主办，太原理工大学承办的“第十届有机发光和光电性质学术会议”于2017年7月7日至9日在历史悠久的文化古城—山西省太原市召开。此次会议主要就目前OLED的市场前景和光谱仪应用环境展开热烈讨论。 海洋光学在有机发光薄膜材料的检测方面，致力于电致发光光谱、量子效率、薄膜厚度等测量。 海洋光学不仅为客户提供系统、模块化产品，更可以提供定制化服务。会议现场展出的绝对辐射颜色测量装置以及紫光LED激发荧光光谱检测装置中，搭载的QE Pro科研级光谱仪拥有高达90%（peak）的量子效率，超高的灵敏度可以在低光度应用中进行检测，其优异的性能赢得了参会者强烈的反响与认可。 绝对辐射颜色测量装置  紫光LED激发荧光光谱检测装置QE Pro科研级微型光谱仪通过为期两天的会议，海洋光学的产品得到充分的展示和分享，也让海洋光学的工作人员了解到客户需求，便于在日后的设计中做出改良，让产品应用更符合实际需求。在不断自我改进中，海洋光学的品牌和产品将更深入人心，深入使用。我们也将整合期间收集到的客户需求以及意见，继续努力，扩充新的本地化产品以及日益革新的技术。

六月，海洋光学正式进入2017全国路演活动！海洋光学销售团队第一站率先来到山东地区专场，走访五所高校及研究所，上百名来自材料、光电、化工等专业的师生参与现场活动。这是海洋光学不断创新的体现，同时更好的搭建了我们与教学科研领域的沟通平台。 此次路演中，海洋光学根据不同客户要求为大家带来定制化宣讲，向各位师生展示光谱仪在不同领域中的应用介绍；在技术交流讨论环节，由销售工程师现场展示样机操作，让客户更加直观、清楚的了解便携式光谱检测，同时增加对海洋产品的了解，现场交流热烈、气氛热烈，吸引了众多老师和学生积极参与数据测试操作，销售团队和师生更是在技术交流中彼此学习和交流。海洋光学第一站路演成功举办，后续我们将在其他区域继续举办路演活动，详情请关注海洋光学官方微信公众号，我们旨为客户提供更专业、更全面的解决方案，获得更好的研究成果。

6月13-16日，由环境保护部、工业和信息化部以及北京市人民政府共同指导，中国环境保护产业协会主办的第十五届中国国际环保展览会在北京国际展览中心隆重举行，展会以“绿色、循环、低碳”为主题，作为国内环保领域历史最悠久、最具影响力的综合性国际展会，汇集了国内外领先环保企业；海洋光学携手豪迈集团其子公司共同亮相此次环保展，海洋光学作为国内外领先的微型光纤光谱仪的发明者，此次展会中多方位展示了我公司在环境监测领域的产品与技术，获得社会各界的高度认可。海洋光学展台分为三大主题：大气污染&水治理&土壤检测，海洋工程师向与会嘉宾现场展示产品操作流程，让其更加直接、全面了解海洋产品在环境监测、水环境治理、烟气治理等领域的应用。展出产品包括： 1 水主题：液体荧光/吸光度检测方案、Accuman SR510 Pro便携式科研级拉曼光谱仪 海洋光学提供的荧光和吸光度模块化测量系统，非常便于在吸光度和荧光测量之间进行切换，客户只需要将光纤和比色皿支架的连接位置进行更改，就可以实现两种不同原理的测量。因而具有超高的动态范围，成为当前市场上灵敏度最高的微型光谱仪。适用于监控发射光谱、尤其适用于检测荧光和拉曼等信号微弱甚至无法获取最低浓度可测样品的物质。另推出全新科研级拉曼检测利器ACCUMAN SR系列，得益于小巧便携的外形，独立运行的手持终端，大容量电池供电，可在实验室以外的各类现场环境中快速采集和分析数据，获得了多数客户的青睐，海洋光学坚持“光谱改善生活”的先进理念，将光谱仪与环境保护业务相融合，不断推动环保产业的发展。 2 土壤主题：MX2500+多通道光谱仪推荐使用LIBS技术快速检测土壤中的元素，用高能量脉冲激光轰击土壤样品，可在ms时间内测得元素成分。海洋光学的客户使用MX2500+ 光谱仪组合样品仓，在实验室内使用激光诱导击穿光谱技术进行土壤和农作物中重金属成分进行研究，结合对应重金属元素的浓度标定，可以实现对应元素在土壤和农作物中的含量测量。由于激光诱导击穿光谱技术无需样品制备的特点，能够实现快速测量，因此研究结果对未来的土地污染防治，农作物生产方面起到很大的指导意义。 3 大气主题:TDLAS，可调谐半导体激光吸收光谱系统气体分子能够吸收特定波长的激光，因此利用激光器的窄线宽和波长可调谐特性扫描气体分子的吸收谱线就能得到气体的吸收光谱信号，可测量气体浓度、压力、温度、流速等。响应时间快、稳定性高、通用性强 ，通过谱线优选、增加光程长、锁相技术探测极低浓度的气体。用于污染源气体排放在线及环境质量监测。    与会期间海洋光学吸引了众多与会观众驻足参观了解，为海洋搭建一个很好的平台与与会者深入交流。海洋光学将继续完善自我，为客户带来更多优秀解决方案与产品。 

Halma Innovation Awards是由英国豪迈集团（微信号HALMAChina）为鼓励集团旗下子公司做出创新项目而创办的每两年一次的大型评奖晚宴。美国当地时间2017年4月24日来自集团旗下的全球各子公司高层齐聚圣地亚哥参与今年的创新大奖评选及交流晚宴。今年，来自微型光纤光谱仪的发明者以及领导品牌，海洋光学亚洲公司（Ocean Optics Asia）携手拥有40多年光纤研发以及生产经验的飞博盖德公司（Fiberguide），带来合作创新的“工业在线光谱检测系统”摘得本次大会的最高奖项——“豪迈全球创新大奖”桂冠。海洋光学亚洲公司研发部经理杨非（左二）与飞博盖德中国区总经理田小龙（右二）登台领奖 与实验室环境不同，工业环境在要求光谱分析系统具有足够的灵敏度和探测限，同时对于性能稳定性，体积尺寸和抗干扰能力也都有严格要求。 1992年美国海洋光学公司的Mike Morris博士发明了世界上第一台微型光纤光谱仪，他将光谱仪的大小缩小了几十倍，价格降低了十几倍。光纤光谱仪利用光纤把远离光谱仪器的样品光谱引到光谱仪器，以适应被测样品的复杂形状和位置。由光纤引入光信号还可使仪器内部与外界环境隔绝，可增强对恶劣环境(潮湿气候、强电场干扰、腐蚀性气体)的抵抗能力，保证了光谱仪的长期可靠运行，延长使用寿命。这些特点对于工业在线光谱应用是极其有利的。可以说，微型光谱仪是光谱测量技术从实验室走向工业应用的里程碑。面对复杂的工业在线光谱分析的要求，标准的光谱仪和附件是远远无法满足需求的。往往会需要根据工况定制采样附件，光源，传输控制系统，控制软件和专用分析模型，它们对于系统整体性能也有重要影响。一般在线光谱分析系统构成如下图所示。在线光谱分析系统组成 海洋光学专业的销售、应用、市场以及研发团队在有限的项目开发时间内，通过充分的沟通与调研，分别对上述系统中的机械、通讯、算法、软件以及光路等各个领域进行研究开发，打造出一套全球领先的工业在线光谱检测系统，该系统可进行在线颜色、透反射测量，适用于印刷印染，光电子，食品等行业的在线品控。 点击了解在线光谱技术应用详细介绍 英国豪迈（HALMA）是主营安全、医疗、环保产业的跨国投资集团，集团的业务涉及保护全世界人们的生命和改善生活质量。在全球有近50家子公司，遍布23个国家，主要的运营机构位于欧洲、美国和亚洲。集团旗下的子公司都具备很强的现金增值能力，能持续地产生世界水平的投资回报率。全球有超过5400名雇员正在为英国豪迈和旗下的近50家子公司工作，遍及23个国家

       2017年3月15日，海洋光学四款新品发布会在上海慕尼黑光博会N3馆顺利举办。此次发布会以“无限”——无线生活，无限可能为主题，完美解读了四款全新光谱检测仪器的创新之道，并在海洋光学展台带领参展观众领略全新的光谱检测体验。 海洋光学产品经理（ACCULIBS 2500）张昊翔做新品发布介绍         本次发布会吸引了来自全国各地各行业领域的专业观众踊跃参与，中国激光杂志社对本次新闻发布会进行了媒体报道，在本届慕尼黑光博会上掀起了一股领域内对海洋的关注浪潮。3月15日下午14:00，2017海洋新品发布会正式拉开帷幕，海洋光学市场部经理首先致发布会开幕词，向到场的观众表示热烈欢迎。发布会内容包括：海洋光学产品经理分别对四款新品进行展示，并对产品特点进行介绍，观众及媒体提问环节。现场气氛活跃，同时也加深了参加观众对海洋光学品牌和海洋四款全新产品的了解。 Ocean FX 新型网络高速光谱仪      全新的FX系列，使用CMOS探测器光谱覆盖200-1100nm，有效提高紫外到可见波段灵敏度，每秒3000张的图谱获得速度，实现数据的高速采集，最小积分时间为10μs。强化的多通讯模式集成了以太网以及WiFi，板载50,000张光谱缓存，确保测试过程中数据的完整性。 快速手持拉曼分析仪-HRS-30       HRS-30手持式快速拉曼分析仪具有非接触、无损检测的优点，重量轻、体积小，一键式操作，可随身携带。设备内集成了毒品、爆炸物、化学品和珠宝玉石等物质的数据库，用户也可根据自身需求，自建标准物质数据库。其便携性和快速检测的特点能很好的适用于现场物质的快速筛查。环境适应性强，工作温度覆盖-10℃-45℃。强大的仪器特点适用于日常巡检、鉴定鉴伪、品质控制等多种作业环境。 ACCUMAN (SR-510 Pro) 便携式科研级拉曼光谱仪       全新科研级拉曼检测利器ACCUMAN SR系列，硬件配置全新升级，敏度高、噪声低、数据稳定，在保证便携式的同时优异的检测性能得到保证。快速容易上手的配套软件和丰富的采样套件，可支持多种配件进行检测，大大地简化复杂的采样，数据提取和处理流程，无需仪器搭建准备，即可快速进行测试。小巧便携的外形，独立运行的手持终端，大容量电池供电，能在实验室以外的各类现场环境中快速采集和分析数据。ACCUMAN SR系列可广泛应用于化学、生物、制药、材料、艺术考古、珠宝、环境污染、鉴定鉴伪、半导体、教学等领域。 一体化激光诱导击穿光谱仪——ACCULIBS 2500       ACCULIBS2500一体化激光诱导击穿光谱仪是适用于环境，材料，生化和艺术品鉴定领域的实时，多元素分析设备。得益于样品平台、保护气体和成像模组的自动控制系统，彻底简化了仪器调试和使用的复杂步骤，ACCULIBS2500+可以轻松实现对含轻元素（原子序数≤12）的固态样品进行不同位置，甚至不同深度的元素成分分析，还可以自动进行目标样品的面扫描。整个系统检测无元素盲区，无需样品制备，无材料限制，可以自由选配不同波段的光谱核心、软件功能及激光器，集成化程度高构成，广泛适用于实验室及检验领域。       每个人心中，都装着对于生活的无限可能。致敬科研，致敬工业，致敬生活，为光谱改善生活而执着，为物质的本质而虔诚，热爱一件改变人类生活的事，胜过爱做这件事所带来的一切。每一次创新，都只为成就内心一个可能，让使用者赞叹，让旁观者赞美。海洋光学至诚致真，与您光谱改善生活，实现无限可能！   

        云集929家国内外领先参展商，2017年慕尼黑上海光博会——亚洲最大激光、光学、光电行业盛会于3月16日圆满落幕。        又是一年光博会，海洋光学以“无限”——无线生活，无限可能为此次参展的主题。全新产品黑科技带您走进“无线生活”，“无限可能”的理念塑造出了高颜值的展位。        为期三天的慕尼黑光博会，海洋光学不仅展出了经典动静态产品演示装置，同时也带来了四款黑科技新品，专业的技术解答，现场火爆的互动游戏，吸引了不同研究方向，不同行业的专业观众驻足观看、了解和体验我们的产品。        海洋光学的模块化方案为万千设想的实现提供新途径，客户定制服务为工业客户的实际需求创造无限可能。  海洋的高颜值展位带你领略光谱创新的魅力  展会次日3月15日下午14:00，“2017海洋新品发布会”如期举行，推出了四款全新产品。  高性价比Accuman SR-510 便携式科研级拉曼光谱仪，从实验室到现场满足您的检测需求。  COMS传感器的高紫外灵敏度Ocean FX新型网络高速光谱仪改变传输单一的检测模式，提升检测速度 仅需一键操作即能现场检测的HRS-30 快速手持拉曼分析仪。                 更精准，更高效，更专业的ACCULIBS 2500一体化激光诱导击穿光谱仪。          展会期间，海洋光学也吸引了多家专业媒体的报道。ofweek-中国高科技行业门户网站就2017海洋四款新品对公司总裁孙玲博士进行了专访；慕尼黑主办方和中央电视台也来到公司展台与孙玲女士进行采访；激光杂志社对“2017海洋新品发布会”进行了报道。 孙玲博士（左）接受来自Ofweek网站采访         现场的线上游戏互动借助慕尼黑光博会的高人气，吸引了众多专业观众参与其中。全新互动活动与海洋四大新品相结合，促进观众对产品认知度，好礼不断，观众拿到手软。海洋光学的微信客户服务平台，提高了现场沟通效率，使得微信不仅仅是一个信息发布点，更是一个服务客户的交流中心。          作为微型光纤光谱仪的发明者，海洋光学将继续坚持品质和创新，不断为亚洲用户提供精密的产品和优质的服务。海洋光学“新十年”从这里开启。 

2017年1月7日，2016年湖北省高等学校实验物理教学研究会暨湖北省物理实验示范中心联席会年会在华中科技大学文华学院人文学部学术报告厅举行。本次会议由华中科技大学文华学院，湖北省高等学校实验物理教学研究会和物理实验示范中心联席会主办，蔚海光学仪器（上海）有限公司协办，共邀请了湖北省内负责物理教育的专家共65人，为物理实验示范创造了自由沟通交流的平台。孙玲博士在此次会议上也就“创新”做了专题演讲。首先为在场的专家和老师们介绍了海洋光学---拥有一套完整的微型光谱仪产品线，包括近红外光谱仪，高分辨率光谱仪、教学用光谱仪等一套完整的产品线，提供从深紫外、可见光到近红外的光谱测量方案，用于吸光度、透射率、反射率及荧光拉曼光谱测量。“创新”意识一直根植于企业内---众多行业里都能看到海洋光学的光纤光谱仪，包括能源、环保，食品、农业、自动化控制、地质、生物制药、材料科学、航空航天、国防安全等。海洋光学也专注于与高校之间的紧密合作，协助基础教学，协助高校老师产学研，提供海洋光学特色的服务平台，从实验室应用到社会应用的转变。同时为高校老师提供强大的市场支持，并提供新应用和新方向的合作机会。在此次会议上孙玲博士还被授予华中科技大学文华学院科艺联创团队创新创业导师。创新创业导师是帮助青年学生创业就业，指导就业上岗的高端人才。通过各种思路的引导，多种正规渠道来激励与帮助创业者实现创业和就业，提高创业的信心，为学生提供交流服务平台，增强学生与企业之间的互动，也实现企业家的社会责任。海洋光学--- 一家以创新为核心竞争力的公司，从微生物到环保，再到科研航空，旨在为各行各业提供帮助。海洋光学作为微型光纤光谱仪的发明者，二十年来一贯保持全球领先地位。值此新年伊始，我们也期待与更多科研院所平台有更多深入合作。

　　微型光谱仪为什么会获得巨大的成功?不仅是因为光谱仪的小型化，而且是由于模块化概念和光纤的使用。 微型光纤光谱仪　　所有的光谱应用系统都可以概括为三个组成部分：光谱仪、光源和采样部件。　　以前，我们搭建一个光谱应用系统时在在设计光路上要花费很多精力、时间和费用，如何将光照射到样品上，如何收集从样品发出的光，再将光有效地耦合到光谱仪中去？每个不同的应用都需要重新设计。　　如果将光源、光谱仪、采样部件都设计成具有标准光纤接口的模块。我们只需要根据应用的需要，譬如工作的波长范围，分辨率，选择适合的光谱仪模块、光源模块和采样部件模块。然后用光纤将光从光源模块引导到采样部件模块，再从采样部件模块的另一端引导到光谱仪(如图所示)，光谱仪再将数字信号传输到电脑。不同的应用只不过是更换不同的光源模块、采样模块、光谱仪模块，无需每次都要重新设计应用系统的光路，只需用光纤将这些模块连接起来即可。由此可见光纤的重要作用。这就是为什么通常将微型光谱仪称为微型光纤光谱仪。光纤的“柔韧可弯曲性”，带来的另一个好处是可以将采样探头带到许多难于抵达的或危险的待测点，实现远程测量。　　不仅如此，在作为核心的光谱仪模块上，除了有光的接口以外，还有电的通信接口，除了把光谱数据输出到电脑以外，电脑还可以向光谱仪下达各种操作和控制指令，设置光谱仪的工作条件，使光谱测量智能化。像孩子们可以用乐高积木模块搭建出各种东西一样，光纤将光谱仪模块它和其它光源模块，采样模块连接在一起，开启了智能的光谱应用的“乐高”时代。电子工程师都熟知在“面包板”上，将各种电子器件连接成完成具备某种功能的系统，现在，我们可以用光纤将各种光学模块连接成一个完整的光谱应用系统，这将引领一场技术革命。模块化的微型光谱仪应用系统　　一、光谱仪模块的选择　　光谱仪根据对响应波段、分辨率、灵敏度、信噪比等要求的不同，也会有不同的型号可供选择。　　对于主要进行近红外光谱检测的客户来说，可以选择装配有InGaAs探测器的光谱仪，这种类型的探测器，对近红外信号的响应，远高于常规的硅基底探测器。 配有InGaAs探测器的近红外光谱仪　　需要检测微弱信号的客户，可以选择面阵探测器的光谱仪，这类探测器，配合相应的光路，可以收集更多的光子，从而提高仪器的灵敏度。 微弱信号检测光谱仪　　高分辨光谱仪，通常有着更大的光学平台和较小的狭缝，能够区分临近的光谱峰位。 高分辨率光谱仪　　希望获得更高信噪比的用户，装备有深度制冷型探测器的光谱仪会是一个好的选择。 高信噪比、制冷光谱仪　　二、光源的选择　　光谱检测四个字中“光”对于整个检测而言，重要性不言而喻。一个模块化光谱应用系统大体分为三个部分：光谱仪，光源和采样附件，只需选择对应的模块，就可以实现吸光度、荧光、拉曼等检测。　　模块化光谱仪的优势在于，减少搭建光谱应用系统的时间和费用，不再需要去考虑对于光路的设计，提高了使用的灵活度(使得测试应用不再局限于实验室，在线工业环境、野外等也都能轻松驾驭)，只需要更多其他模块就能实现其他的检测方案。涉及光谱的多种检测方式，如颜色检测、荧光检测、吸光度检测和辐照检测等，都需要在正确光源模块的照射或激发下，通过对样品发散出的光进行收集，并有效耦合到光谱仪中，才能实现一个完整的检测。也就是说，没有稳定光源，整个应用系统的测量是无法完成。光谱仪厂商如何帮助用户挑选到稳定、合适的光源模块满足其检测需求就显得尤为重要。　　不同检测方式，决定了不同光源的挑选。根据不同波长，不同测量意图与输出形式作为参考标准，方便使用者进行选择。　　按照光源的波长进行分类主要分为UV、VIS、NIR波段，即可以分为紫外、可见、红外波段的光源。这里主要针对测量应用目的：校准、激发和照明，对光源进行介绍。　　2.1校准光源　　使用氘卤钨灯可以实现在紫外-可见-近红外波段为校准光谱仪系统的绝对响应提供最可靠的数据。结合相关的算法软件，可以精准的确定在210-2400nm波长范围内的光谱绝对强度值。而卤钨灯针对可见光与近红外光谱仪，可覆盖光谱范围350-2400nm。 氘卤钨灯　　对于波长校准光源，汞氩灯适用于紫外-可见-近红外区域光谱，可以产生253-922nm的一级汞氩谱线和到1700nm的二级氩透射谱线，从而能够迅速可靠地实施光谱波长校准;氪灯、氙灯和氖灯适用于可见-近红外区域光谱，分别能够产生432-1785nm、452-1984nm、540-754nm范围的透射谱线;氩灯是专为近红外光谱仪设计的波长校准光源，通过产生696-1704nm的低压氩透射谱线，对光谱仪进行波长校准。 汞氩灯　　2.2 激发光源：　　使用高闪光频率的脉冲氙灯作为激发光源，波长范围185-2000nm，覆盖了紫外-可见-近红外波段，可应用于比如吸光度检测，通过添加单波长滤光片可实现荧光检测。 脉冲氙灯　　使用LED光源，可以高效耦合光纤，在连续或外部触发模式下专有电子可提高稳定的高电流操作，波长范围为240-700nm，覆盖了紫外-可见光波段，是荧光检测的理想选择。 LED光源　　使用氘卤钨灯是检测不同光谱范围具有多种特征样品的理想选择，可灵活分析不同样品特性，波长范围为210-2400nm，覆盖了紫外-可见-近红外波段，可应用于吸光度检测，透反射检测。 氘卤钨灯　　使用高功率激光光源，激发波长分为532、638、785和1064nm等多种波长，基于其多模二极管激光器产生窄光谱线，优化了激光驱动器和热电冷却性能，其稳定性和性能大大提升，可应用于拉曼检测的激发光源。 　　照明光源　　氘卤钨灯光源，覆盖了紫外-可见-近红外波段，可应用于吸光度检测，荧光检测，透反射检测。　　LED光源，覆盖了紫外-可见光波段，可应用于荧光检测。　　氙灯，可覆盖紫外-可见光波段，可应用于吸光度检测，荧光检测和透反射检测。　　卤钨灯，覆盖了可见-近红外波段，波长范围为360-2400nm，可应用于吸光度检测，荧光检测，透反射检测。  　　三、采样附件　　采样附件的作用包括：采集光谱信号或者激发能量，传输信号并与样品互相作用。不同的应用，对应的采样附件也有所不同。　　吸光度测量：　　a. 高浓度样品：使用短光程的采样池，提供250um，500um等短光程的比色皿及支架;　　b. 低浓度样品：比如针对低浓度的流动样品，我们可以选择使用长光程的采样池，根据不同的样品浓度还可以选配250cm，500cm等的不同光程；　　 c. 同样针对流动样品的吸光度测试，Z形的样品流通池是比较理想的选择，同时根据测试液体的不同特性(比如腐蚀性较强、酸碱性较强等)、不同的使用环境(工业现场、实验室等)，选择不同材质及不同类型的流通池。   　　d. 如果环境温度对测试样品影像比较大，或者需要了解样品在不同温度下的性能差异，就需要采用控温装置对测量样品进行恒温或者变温测试，那一个简单的控温装置就能帮您解决问题。　　气体吸光度测量：White Cell　　针对气体的吸光度测量，可以选择气密性较好、易存储气体的样品池，等等。　　 反射测量：　　a. 被测样品状态?液体?固体?　　针对于不同的样品状态,需要选择不同的采样装置.例如:光滑的镜面/平面固体,可以采用标准反射探头和探头支架进行反射率采集(如图); 　　粉末状或者颗粒状的样品可以放在托盘中使用旋转方式采集平均反射光谱(如图);　　在一些行业标准要求下，也会选择用积分球进行样品采集(如图);对于液体样品，常用的方法是将探头固定在静止液面的上方。　　b. 被测样品是平面还是曲面?　　对于平面样品，通用的反射采样装置都可以直接使用，根据测样探头放置角度的不同，可测出漫反射或者镜面反射;对于曲面样品，常用的做法是采用显微镜进行固定单点检测。在曲率不大的情况下，曲面反射率检测也可以用曲面探头支架(图)对探头进行固定，从而进行测量。　　c. 测量镜面反射还是漫反射?　　样品的反射率包括镜面反射和漫反射。如果需要测量漫反射，通用的方法是采用积分球进行样品反射光谱收集。　　如果测量镜面反射，可以使用一些固定角度的支架，如45°固定支架(图)进行反射测量。 　　d. 是否需要变角度反射率测量?　　大多数样品进行反射率检测时，都采用固定角度进行检测，如90°，45°等。有一些特殊样品如光子晶体，在不同角度进行测试时，反射光谱(或反射率)有明显的变化，此时需要采用可调角度支架及光纤进行反射率测试。　　e. 如何测出稳定/准确的反射率?　　测出稳定/准确反射率需要注意三点：　　1. 稳定：测量支架稳定，包括装载探头的支架本身是稳定的，探头(或其他采样附件)到样品的距离是稳定的。在实验室检测中，可以选择自重较重、有刻度、或者可以机械调节距离的支架来进行检测(图) 　　光源稳定，通常选用卤钨灯光源(图左)， 紫外测量选用氘钨灯光源(图右)  　　2. 选择合适的参考标准　　不同表面的样品需要选择不同的参考标准，这样测出的反射才会更加准确。例如镜面样品，可选的参考标准为铝镜(左图);抛光面金属样品或者无机材料，可以选择硅片作为标准(中图);粉末材料或者粗糙面样品，可以选择PTFE或者硫酸钡作为标准(右图)　　更为精确的反射率测量，还可以选择不同范围的经过标定的材料作为反射标准，　　荧光测量：　　a. 什么类型的荧光测量?有机荧光?无机荧光?　　对于有机荧光的激发，常用氙灯加滤光片来选择激发波长(图)，或者用激光器作为激发波长来源;　　无机荧光可以选用LED光源作为激发光源(图)，主要看样品需要的激发波长的能量值高低。　　b. 样品是液体还是固体?　　对于液体样品，可以放置入比色皿内进行检测，常用的方法是激发光与发射光接收呈90°，以避免激发光干扰(左图);如果是在线荧光检测，也可以选用荧光测量流通池(右图) 　　对于固体样品，可以采用探头或者积分球的方式进行采样，和测量反射率类似。为避免激发光干扰，可以在探头或积分球连接光谱仪一端加上高通滤光片，将激发光屏蔽，如果是上转换荧光检测，则需要加低通滤光片。　　辐射度测量：　　a. 测量什么东西的辐射度?太阳?LED灯?普通光源?　　户外测量太阳辐照度，通常采用余弦校正器接在光纤前端进行测量(图)，也有部分用户使用积分球进行检测，目的都是匀化被测光源，降低光纤晃动引起的测量干扰。　　b. 检测视场角要求是什么　　一般光纤的数值孔径是0.22，视场角大约是25°，余弦校正器可以接受180°，积分球通常认为是360°接收角。　　在一些行业内，会有对辐射监测视场角限定的要求。例如在海洋监测领域，对海面反射太阳光/海水辐射的检测会要求限定14°或其他角度进行监测，此时可以用视场角限定片来固定光纤的接受角度(图) （内容来源：海洋光学）

　　从微型光谱仪问世以来，灵活的采样方法、高效的测试速率、无损的检测方式、准确的检测结果使其在科研领域受到广泛的应用。而大量的科研需求已经不单单满足于实验室测量，样品制备、现场测量和交叉学科应用使得微型光谱仪的集成和定制成为当今科研和工业检测的必然需求。　　在实际应用中，不同集成商根据实际需求和自身特点，使用光谱仪搭配不同等级产品、采样附件，甚至可以根据自身需求获得量身定制。集成商通过获得不同应用模块的集成化服务，使集成商自身系统与光谱仪进行有效的集成应用。　　多样的集成商类型，可选择多样的合作方式：　　针对以下两大类集成商，光谱仪集成化服务可提供相应的合作方式：　　对于自己具备光机电一体化设计能力的集成商，可以采用标准化的光谱仪、光源和采集附件，并从厂家获得技术支持，协助把控项目进度。　　对于专注于系统设计、软件开发的集成商，可以考虑采购嵌入式光学、机械电子等子系统，并从厂家获得生产工艺的技术支持，缩短研发仪器时间。　　光谱仪集成化服务也可以根据集成商的特殊需求进行定制，并和其他光学模块、电子电路和机械组件进行组合，通过模块化搭配，提高自身光谱平台的集成性能，协助集成商设计完成一套完整的方案，满足特定的应用。　　从研发到实际生产的过程中，集成商往往对于产品的可量产实施性提出很高要求，这个阶段就需要获得具备高精确性的生产技术。当集成商所搭建的集成样机完成验证后，一个稳定的测试平台将控制台间差，为产能的提升和生产过程中的差异性提供保障，能够轻松将集成样机转换到实际量产，产品开发生产流程将被大大简化。　　获得模块化、灵活的产品服务与高精度的生产工艺，将减小集成商开发风险，为产品进入市场提供时间保障。　　下面以典型的集成化解决方案流程，说明在集成化服务中能够获得哪些服务。　　集成化解决方案流程评估方案可实施性集成商提出开发需求，集成化服务提供商完成应用背景调查，分析模块化光谱仪兼容性，双方进行项目可实施性讨论，基于产品性能特点，集成化服务提供商提供符合集成商要求的评估方案。确定设计参数双方讨论实际需求，集成化服务提供商向集成商给予专业角度回答和建议，帮助集成商规避项目初期可预见风险，依照模块化光谱仪规格，确定系统设计参数。项目开发基于双方前期达成的技术方案，集成化服务提供商完成所需开发，利用自身光谱研究团队，为集成商项目提供强大的技术支持。原型机交付与图纸提供高质量、高效率的加工机构为生产提供保障，需要进行光、机、电多资源的合理整合，最终产品的多次准确预演设计功能与参数，满足集成商需求，完成原型机制作。集成商意见反馈与设计修改集成商任何建议和疑问需要及时提出，双方进一步探讨确认解决方案，基于沟通后解决方案，对设计进行修改。开模与装配为确保最终产品拥有优异品质，可靠的开模和加工工艺服务，满足集成商对产品的要求。试生产测试集成化服务根据集成商产品特点设计生产工序、寻找或定制装配工具，并为其提供质量体系认证的生产线，确保集成商的每一个产品拥有尽可能好的一致性。集成商最终测试和签字确认测试机型与交付产品需要保持高度一致，整个生产环节为集成商设计的保密性进行保障，并依照质量体系进行生产交付，最终集成商亲自测试产品性能，随之进入量产。　　在集成定制化解决方案中，不同种类需求的集成商能够获得完善、改进产品设计与生产的帮助，以最高效的方式使产品走向市场。　　光谱仪的选择　　为满足集成商应用需求，在集成化服务的协助下选择性价比高，风险小，能快速从实验室验证到商品化的光谱仪。双方进行紧密合作，确定项目目标、协助测试数据以及优化系统设计，并监控量产过程。在集成化服务中，集成商可获得灵敏度、分辨率和波长范围等性能参数，找到产品与应用需求之间的最佳平衡点。　　极具专业水准的应用方案　　许多因素会影响到光谱仪的光谱响应。从光谱仪中的光栅、检测器和反射镜，到检测样品的流通池和光纤，每个光学部件都有其独特的光谱响应，从而影响整个系统的响应。即使两个系统光学设计完全一样，但是每一个部件的微小差异，合在一起都会导致明显的台间差。在生产过程中低台间差，将为后期生产质量提供保障。未经修正            比较并修正　　如果把八台相同光谱仪对同一样品的测量光谱放在一起对比，就很容易看出光谱响应的差异，通过参比样品进行修正，可有效消除台间差。　　光谱仪定制　　微型光纤光谱仪的特点就是模块化，为满足集成商的具体应用，通过更换器件精心为集成商配置一台完美的光谱仪，如光栅、检测器、内置滤镜以及狭缝尺寸，优化光谱检测范围、分辨率和灵敏度。　　光源和采样附件定制　　选择合适的光源和采样附件，与配置正确的光谱仪同样重要。在集成化服务中，从激光器、LED，到氙灯、氘灯和卤钨光源，甚至提供长寿命或者工业型光源，丰富的光源供集成商选择。标准光学附件往往用在定制化产品开发的早期阶段，双方合作后期还可以通过定制、集成的方式，缩小光谱仪尺寸，大幅提升性能。　　子系统　　一个设计精良的光学探测系统可以获得高品质的光谱数据、提高测试结果的准确性和检测限，大大减少软件分析及补偿算法的工作量。　　直接获得光谱测量子系统服务，集成商的研发团队可以把精力集中在应用领域，比如分析算法，用户界面和市场拓展。　　光学系统定制　　一个设计精良的光学探测系统可以获得高品质的光谱数据、提高测试结果的准确性和检测限，大大减少软件分析及补偿算法的工作量。在集成化服务中，为满足集成商需求，光学系统通光量、信噪比和灵敏度等性能得到改进。　　定制的接口可以优化信号采集，还可以加装滤光片来排除干扰，提取所需的光谱信号。甚至可以定制新的光谱仪，提高光通量，配备非标探测器，从而满足在同步、采样时间和灵敏度方面的特殊需求。还可以附加热敏电阻和光电二极管，采集反馈信号，对光学信号和温度漂移进行补偿。  　　定制电子模块　　根据集成商所选择的光学系统、采样条件和用户接口整体，集成商还需要完整的电子模块与自己系统进行匹配。集成化服务需要利用自身设计和集成各类电子部件的能力，提供给客户使用，包括电源，通讯电路等。　　电子定制可以包含以下方面：　　低功耗，电池供电产品;　　系统小型化设计，适合手持或便携应用;　　适合量产的设计;　　可通过UL, CE, CSA, FDA 和FCC认证的设计;　　模拟和高速数字电路设计;　　电路设计和印刷电路板排布;　　为控制系统和PLC系统优化;　　基于C语言和VHDL的固件开发;　　强化系统，以适应恶劣环境;　　快速制作原型机和验证系统。　　定制光学机械结构设计　　一个高质量的产品，其性能应该长期稳定。但对于一个好的产品，还需要利用光机设计和系统整合经验，使高质量的产品拥有漂亮的外观和友好的界面。一个成熟的厂商能够具备以下能力，以更好的服务客户。　　建模，原型设计和测试服务　　无论工作在恶劣的环境中，定制化方案都应该具备开发合适的子系统或完整解决方案的能力，有效应对温差，冲击和震动。为集成商设计适合各种现场环境的外壳和箱体、可随时更换的组件、以及密封接头。　　防误操作采样系统　　通过提供定制探头、支架以及光学配件，易用，高效。即使非专业用户，也能获得可重复的、准确的测试结果。　　环境适应性　　使用建模工具和仿真软件来设计散热系统，结构上进行优化，再借助3D打印机技术和专业的生产厂商制作样机，搭配自动散热系统，并用环境箱进行验证，从而快速完成环境耐受性评估。　　定制化软件和固件　　软件定制服务，不仅限于实现实验室、现场或质量控制所需的分析与测量功能，还能为集成商定制用户界面、实现数据备份、远程通讯等。通过定制固件，输出非标准数据、自定义数据结构，增添新的通讯接口，从而帮助集成商简化整机研发过程。　　光谱仪通讯　　定制驱动程序与固件　　针对非标准嵌入式处理器和架构开发的应用驱动　　多种光谱仪接口可选：SPI, I2C, USB , RS-232, Wi-Fi, Bluetooth和Ethernet　　定制化的固件可将数据前处理功能植入光谱仪　　组件控制　　定制光谱仪和外部控制功能，便于与不同系统集成; 例如:I2C, SPI, USB and RS-232　　通过Wi-Fi 或Bluetooth进行远程数据传输　　通过自定义参数和时序实现数据自动采集和外设时序控制　　系统级软件　　面向Android, iOS, Windows, Linux 和 MacOS的GUI接口。　　用于光谱匹配和化合物鉴别的建模功能　　提升线性度和热稳定性的校准算法　　用于嵌入式 SBC/COM 对象的操作界面　　多语言软件界面　　可通过JSON 或REST自动上传光谱数据至云端服务器　　批量生产　　当合作双方对原型机达成共识后，集成商可指定生产计划。生产企业需要拥有足够的生产能力，能够满足客户产品量产或是突发性产能提升的需求。　　产能的提升能力，必然对生产能力有较高要求。生产过程中利用自动化实现精益生产，保障光谱仪集成定制化方案的高效性。拥有一台高效生产能力自动测试平台，将为生产能力提供强有力的保障，确保集成商得到更优质的服务。　　质量保证　　为保证最终产品的质量，微型光谱仪方案供应商应该拥有一套严格的质量体系，从来料控制，并在制造流程的各个方面严格贯彻，直至产品装箱发货，这一系列流程是确保生产出合格产品。遵照良好的操作规范，并按照相关行业内标准设立了产品设计、文档管理、采购和生产流程。　　规格确认　　为了确保定制产品的可靠生产，生产环节中相应的产品规格文档体系显得尤为重要，该体系按照整个生产合作流程每一环节进行确认，最终将合格的产品送到集成商手中。在规格文档标准中，光谱仪、附件、系统制造、测试标准和品检项目的相关标准会得到定义。　　记录和可追溯性　　提供商需要对所生产的每一台仪器设备和测试记录长期保留。出场后光谱仪、子系统和整机系统中主要零件做到可追溯性。　　部件的品质控制　　为保证产品品质，生产过程中各生产环节需要进行审计验证、性能评估和真伪测试，对采购零件进行严格检测，与“标准样品”进行比较，将劣质电子元器件进行排除。　　精确的一致性　　在制造和测试过程中遵循相关标准，来确保产品生产的一致性。微型光谱仪方案供应商需要根据集成商定义具体的生产标准，以保证每个光谱仪或子系统性能的一致性。 生产过程中通过设立独立的工作区，流程和生产线，来建立标准、控制偏差，做到“精确复制”。(内容来源：海洋光学)

　　1. 工业在线光谱分析技术　　目前在线光谱分析已经以惊人的速度应用于多个领域的企业生产的多个环节，并已使得过程分析仪器领域发生了深刻变革。这种变革与在线光谱分析的独特优点是分不开的，比如:　　在线光谱分析可以对多路多组分连续同时测量，且速度快，准确性高;　　在线光谱分析仪器易损坏和消耗品少，维护量小;　　在线光谱分析多采用光纤传输技术，适合环境恶劣的场合;　　在线光谱分析仪器结构相对简单，并适合多种样品(如液体，涂层，粉末和固体等)　　这些优点对于企业原料和生产的中间环节进行快速质量控制、优化操作、稳定生产和节能降耗非常有价值。　　与实验室环境不同，工业环境在要求光谱分析系统具有足够的灵敏度和探测限，同时对于性能稳定性，体积尺寸和抗干扰能力也都有严格要求。光谱仪是在线光谱分析的核心模块，它的性能好坏从根本上决定了系统性能。选择合适的光谱仪对于工业在线应用十分重要。　　1992年美国海洋光学公司的Mike Morris博士发明了世界上第一台微型光纤光谱仪，他将光谱仪的大小缩小了几十倍，价格降低了十几倍。光纤光谱仪利用光纤把远离光谱仪器的样品光谱引到光谱仪器，以适应被测样品的复杂形状和位置。由光纤引入光信号还可使仪器内部与外界环境隔绝，可增强对恶劣环境(潮湿气候、强电场干扰、腐蚀性气体)的抵抗能力，保证了光谱仪的长期可靠运行，延长使用寿命。光纤光谱仪结构紧凑，组成包括入射狭缝、准直物镜、光栅、成像反射镜和阵列探测器，还包括数据采集系统和数据处理系统。光信号经入射狭缝投射到准直物镜上，将发散光变成准平行光反射到光栅上，色散后经成像反射镜将光谱呈在阵列接收器的接收面上，光信号被转换成电子信号后，经模拟数字转换，A/D放大后输出，最后由软件系统控制和采集信号，进而完成各种光谱信号测量分析。这些特点对于工业在线光谱应用是极其有利的。可以说，微型光谱仪是光谱测量技术从实验室走向工业应用的里程碑。　　工业在线光谱分析系统核心为光谱仪，其配套部件一般还有采样附件，光源，控制软件和专用分析模型，它们对于系统整体性能也有重要影响。一般在线光谱分析系统构成如下图所示。图1 在线光谱分析系统组成　　2. 应用案例-工业在线反射率与颜色测量　　下面以一个典型案例说明在线光谱系统设计需要考虑的因素。某特种印刷用户需要快速测量薄膜材料颜色，用于产品质量控制。用户主要需求为：　　系统需满足最快180米/分钟的检测速度，且具有足够精确性。　　系统能够进行非接触非破坏性采样测量。　　系统能直接输出最终结果给上位机。　　系统能直接输出颜色值，并能与用户自己的上位机系统集成。　　系统要能反映被测样品的峰值波长、光谱等特性。　　系统具备自检和异常报警功能。　　系统要能适应工厂持续噪声，细颗粒粉尘，电磁干扰以及不稳定供电环境。　　系统要能7*24连续工作，且维护方便。　　系统尺寸要能兼容于空间狭小的产线。　　这些需求涵盖了性能，尺寸和环境安全性多个方面，在工业在线光谱分析应用中具有典型性。　　为满足检测速度要求，系统单次测量周期不得大于4毫秒。为此整个系统将采用流水线并行作业方式，确保测量速度和分辨率能够满足要求。如样品移动速度小于180米/分钟，则将得到更高的检测分辨率，即小于12毫米。所采用的工业定制型光谱仪的最小积分时间可达到1毫秒，可以充分满足速度要求。　　为满足用户上位机数据接口要求，在线光谱分析系统应集成数据处理算法功能，且保证运算快速，结果准确。为此，在线光谱分析系统里搭载了高性能处理器，并且为了进一步提高速度，运算处理器直接与光谱仪模块集成。从而能够在CCD探测器进行下一周期积分时并行计算反射率数据。在前后两个计算周期之间，没有等待的延迟时间。在完成计算后，光谱仪将颜色数据提交给服务器，交由服务器判断是否需要触发停机信号。由于本系统的规模仅需要至多两层交换机就能连接，因此网络的延迟时间将小于1毫秒。而经过测算，进行50万次(相当于6000米长的薄膜)100个通道的组合逻辑判断在普通的计算机上每次平均耗时仅0.02毫秒，单次最大耗时为2毫秒。按此测算，完成单次测量和判断所需时间为12毫秒，即瑕疵点在经过探头3.6厘米后系统会给出报警或停机信号。瑕疵点在经过数米的减速区之后，足以被减速，并停留在质量观察板上。报警采用光谱仪与声光报警器协同工作实现。　　对于颜色测量，必须有参考光谱和背景光谱，即对反射测量的校准操作。经常校准能有助于使计算的颜色结果更接近于实际结果，消除光源、环境以及其他因素对测量的影响。当进行校准操作时，需将已知颜色的标准板置于探头下方，与探头所呈角度与样品一致。此时打开光源，确保光源强度不会使光谱仪饱和，并保存参考光谱(即各波长上的强度)。然后关闭光源，此时光谱将反映暗噪声和环境光，将该光谱作为背景光谱也保存下来。在完成校准操作后，即可对样品进行颜色的测量和计算了。颜色实际上是样品在特定波长上的光谱强度与标准板在特定波长上的光谱强度的比值。为消除环境光和暗噪声的影响，需要背景光谱也参与计算。　　根据上述分析结果，系统使用了对颜色测量进行特殊优化的工业定制型光谱仪。其搭载的高性能处理器和以太网接口能在测量光谱的同时直接将颜色信息提交给服务器，并由服务器根据用户预先设置的判定规则进行报警或触发停机，确保了整个系统的实时性和可靠性。　　系统的探头支架可安装在用户指定滚轮位置的样品切线垂直方向上，并在滚轴上安装速度编码器，以获取当前检测样品的所在位置。反射式探头为Y型分岔光纤，其两头将连接到机柜内的光谱仪和光源上。在探头支架上还将安装可自动旋转的机电装置和标准板，供定期获取参考光谱。　　系统板载处理器为定制高性能FPGA模块，实现光谱数据到LCH颜色值的计算，并将结果上传至上位机(主控机)。　　系统的重要部件均安装在工业级机柜内，包括光谱仪、光源、供电电源、以太网交换机、系统服务器等。光纤和各种线缆则通过上进线或侧进线方式接入机柜。　　最终的人机接口将安装在操作员使用的盘台上，该工作站主机将安装在盘台内部，并通过屏蔽双绞线与机柜内的系统服务器连接。系统服务器和操作员工作站上会分别安装系统软件的服务器端和客户端，以呈现整卷或整批薄膜产品的质量情况。　　系统组成示意图如下所示。图2 系统组成示意图　　在软件模块上，系统提供的定制软件功能模块均运行于主控机的Windows系统上，主要功能模块如下图所示：图3 软件功能模块　　调度模块：为主程序核心，主要负责承担各模块之间的管理及任务调度;　　通讯模块：主要负责与工业现场总线的通讯，解析通讯命令，并通过调度模块完成相关任务，如启动测量过程，读取测量数据等;　　计算模块：计算光谱数据，得到LCH颜色值;　　底层驱动：主要控制光谱仪、光源、电子快门、传动模块等硬件设备;　　测量模块：根据测量时序、流程完成一个完整的测量流程;　　数据库：主要用于保留系统参数、测量历史数据等信息;　　用户界面：完成用户交互功能，主要包括系统参数配置，测量数据显示，历史数据浏览，系统功能测试等。　　在故障维修与运行维护方面，光源和光谱仪都采用模块化方式安装布置，且均对通道号进行标识，方便找到故障的光源。并且配套的通过交换机及光谱仪上的状态指示灯可了解是否存在网络线缆故障。软件也能够识别光源故障。　　该案例充分体现了在线光谱分析与实验室应用的巨大差异。工业环境下，在线光谱分析系统必须充分考虑应用环境的特殊性，各种影响因素都必须仔细评估。除了光谱仪，测量附件的选择在相当大程度上取决于光谱仪厂家的行业应用经验和水平，这一点在专用的在线分析系统开发方面体现的更为明显。　　三、更多工业在线应用案例　　（1）LED芯片测试机　　由于制作工艺存在尚未解决的技术困难，所以对于生产过程中同一块外延片不同位置的光电特性是有细微差别的，呈现出不均匀性。在完成电极和引脚的过程中也会存在一定的瑕疵。这些缺陷会导致在LED产品的发光强度和颜色，在生产过程中如果残次芯片继续进行加工，会导致生产过程中不必要的浪费。所以LED芯片测试机是LED生产过程中不可或缺的一个环节。LED芯片检测过程LED芯片测试结果　　微型光纤光谱仪主要将辐射光谱、发光强度、色坐标x，y和峰值波长作为测量指标。　　一般检测设备只能对电气特性不合格进行筛选，微型光纤光谱仪被引入到LED芯片检测后，发光检测方面问题得到了很好地解决。由于微型光纤光谱仪测量每颗晶粒的时间是5-6ms，快于一般测试机探针机械移动时间，因此测量速度提到提高。由于微型光纤光谱仪体积小，因此不会占用机台的使用空间，不需要对原有机台的机械结构做出较大调整。同步触发功能保证了在检测过程中，能够保证每个晶粒在点亮后的相同时间进行测量。　　（2）LED分光机　　LED制造流程是复杂、漫长的一个过程，想要生产出性能一致，功能完整的LED产品，LED分光机作为LED制造流程中靠后的工序，需要对封装后的器件根据光、色、电三方面参数进行筛选，然后才能将其包装为产品，最终流入市场。　　LED分光机的测量指标是发射光谱、发光强度、色坐标x，y、峰值波长。　　LED分光机工作流程一般包括：待分选的LED器件会在震动盘上排列进料，依次进入电测和光测的工位;进入电测工位后，LED会被通电进行电学指标测试;当被移动到光测工位时，LED芯片会被点亮，继而使用积分球和光谱仪测量其辐射光谱;通过计算光度学和色度学参数，并联合电学指标，一起进行数据分析;随后将数据转换为指令，传输到指令模块，将不同LED进行分选。基于微型光纤光谱仪的第一台LED分光机，可以完成分选5000颗/小时，使得LED检测从抽检进入到全检的时代。随着微型光纤光谱仪性能的提升以及与配套LED分光机兼容度提高，现在的LED分光机检测已经可以完成55000颗/小时，甚至更高。LED分光机 LED器件进料、排列进入检测位置 检测电学和发光特性、进行分选归类　　（3）污染气体排放监测　　微型光纤光谱仪在污染气体排放监测指标是不同气体浓度，包括氮氧化物、二氧化硫、臭氧、丙酮和氨气等。不同气体所表现出的吸收光谱具有特异性，但也有一定相同性，大部分气体的吸收峰都位于紫外区域，所以采用在紫外区域的激发光或在紫外区域有响应的光谱仪对气体进行浓度的测试。　　通常使用微型光纤光谱仪对气体进行检测，会将所有检测设备放置于一辆移动检测车中，到达目标检测位时，将设备架设在相应位置。检测设备包括摄像机、激光器触发装置、激发光、光谱仪和反射镜。检测过程是通过光源发出一束激发光，照射到马路另一边的反射镜，通过反射镜反射使光谱仪能够检测到气体光谱。当一辆汽车经过检测系统时，汽车排放的尾气会和光路进行相互的作用，尾气中的物体由于浓度的不同，光谱仪可以测量光穿过气体的强度，就可以检测出汽车排放的尾气是否超标。监测系统示意图　　这种尾气排放监测方法之所以能够得到广泛应用，首先得益于微型光纤光谱仪测量速度快，若被测汽车匀速通过检测系统，检测系统就能快速检测出吸收光谱，并且迅速处输入电脑进行分析和储存。微型光纤光谱仪的体积优势，使其能够与气体检测系统更好的集成到一起，方便检测车辆进行运输与架设。　　（4）水果分选机　　吸收光谱在工业领域应用案例不仅仅局限于气体应用，微型光纤光谱仪也被应用于水果流通的分选环节，将水果的糖分和水分作为测量指标，结合其他物理探头对水果进行分选。相对于水果的大小，对于特殊人群，如糖尿病患者，其糖分对于消费者而言意义更为重要，使用近红外光谱仪可以对糖分和水分的含量进行判定。　　基于微型光纤光谱仪的水果分选机一般由两部分组成，一个是发射的光源，一个是用来检测的光谱仪。一般在检测中会采用高功率的卤钨灯，提供近红外段宽光谱的能量，由于光源的高功率也就能提升了检测时穿透水果果皮的能力，在水果另一侧的光谱仪才能够获得更多更强的信号，提高信息的准确性。在水果分选过程中，水果数量巨大，微型光纤光谱仪检测的高效性正好满足了水果分选机的工作特点。水果分选机示意图　　（5）节能玻璃镀膜工艺在线监控　　由于现在玻璃工艺技术的发展，很多高楼选择使用玻璃作为外墙的建筑材料，但与传统建筑材料相比，玻璃的隔热性能有所欠缺。如果想使室内温度维持在一个稳定值，就需要对玻璃进行处理，最常见的手段是将玻璃进行镀膜工艺，使得玻璃能够尽可能的透过可见光，而同时增强隔热性能。所以镀膜过程的质量保证，成为了玻璃隔热性能优良与否的重要因素。　　将多个微型光纤光谱仪与玻璃生产线相集成，对镀膜的效果进行实时测量。微型光纤光谱仪所采集到测量指标，如镀膜玻璃的反射率，透过率，膜厚数据，反馈给镀膜机，使其在下一次镀膜过程中对镀膜工艺进行调整。在检测过程中，氘灯和卤钨灯混合光源照射到被测样品上，会反射一部分光，被光源同侧的光谱仪接收，而另一侧放置的光谱仪对透射光谱进行测量。所以整个检测系统能对反射光谱和透射光谱进行测量。由于检测的玻璃尺寸较大，所以为了对玻璃镀膜的均匀性进行全面的测量，探头采取平移方法扫描整块玻璃。由于微型光纤光谱仪的体积小巧，内部结构紧密，无移动部件，可以适应较高加速度和震动的环境，使得微型光纤光谱仪和探头可以进行在检测过程中进行往复运动。微型光纤光谱仪检测示意图玻璃镀膜工艺监控系统微型光纤光谱仪与平移台集成　　（6）印刷机的在线颜色监控　　颜色准确性是印刷行业重点关注的技术指标，由于不同纸张材料的吸水性差异于油墨的批次差异会导致印刷品之间存在色差，将微型光纤光谱仪与印刷实时颜色监控系统相集成就显得尤为的重要。　　在印刷机上集成一个反射光谱的测量系统，对印刷品的校准色块进行反射测量，并通过相应算法将光谱数据换算为行业内能够接受的颜色指标。由于印刷中的纸张具有快速移动的特性，所以在运用中往往会采用积分球或环形的反射镜对光源进行匀化，从而减小检测样品在印刷过程中的振动与倾斜。光谱仪所得光谱数据反馈到印刷设备对颜色的品控进行调整。印刷机颜色监控示意图　　光谱仪自带可编程逻辑电路，可将复杂的逻辑关系写入微型光纤光谱仪中，可以使光谱仪直接与印刷设备油料控制器对接，产生在线的闭环系统。（内容来源：海洋光学）

　　光谱仪究其实质是一个“分光”仪器，现在有几种方式来实现分光功能。主流的方式是用光栅作为色散部件，将不同波长的光在空间上分开，用阵列探测器接收并输出光谱。另一种方式是用干涉仪调制入射光，用单元探测器接收被调制了的光，并输出光强随时间变化的曲线，再用傅里叶变换还原光谱，这就是傅里叶光谱仪。　　由于在UV-VIS-NIR波段，硅CCD, CMOS阵列的工艺成熟，性价比好，再加上无移动部件，可靠性好，因此，几乎无一例外地使用光栅色散，阵列探测器检测的方式。只是在波长大于900nm的近红外波段，硅材料实在无法胜任，才采用InGaAs线列探测器，但是，至少在现阶段InGaAs线列探测器还是太贵，于是才有人尝试采用傅里叶光谱技术，转动光栅技术，美国德州仪器公司的DLP(Digital Light Procession)技术，其核心是用MEMS技术制造一个微镜陈列，可以用集成电路芯片组驱动每一个微镜的方向，这样就可以用单元InGaAs探测器，使近红外波段的微型光谱仪成本下降。另一种思路是怎么把光谱仪做得更小，更便宜，干脆不用光栅分光，虽然性能不一定那么好，但是对于有些应用也许就足够了，这基本上就是用滤光片加线列探测器的方法。　　就采用光栅分光技术的微型光谱仪而言，其性能主要决定于三个方面，光学设计，光栅的选择，探测器的选用。　　光学设计又与采用的光栅种类有关，现用的光栅有反射光栅和透射全息光栅两大类，采用不同光栅的光谱仪光学设计方案有所不同。现在的主流是反射光栅，这是由于制造工艺相对成熟，因此价格也相对低一些的原因，采用反射光栅，又要做得体积小，采用折叠光路的设计就很自然了，因此，交叉光路Czerny-Turner 结构(Crossed Czerny-Turner)成为市场最流行的设计;另一类是透射全息光栅，它的主要优点是光栅效率高，导致光学系统的光通量大，对于一些测量比较微弱的光的应用，或者快速动态过程分析，不允许长的积分时间，就倾向于选择透射光栅，当然，价格相对会贵一些。　　以下我们就分析典型的交叉光路的Czerny-Turner 结构光谱仪(如图所示)。图 典型的交叉光路Czerny-Turner光谱仪结构。1为SMA 905接头，2为入射狭缝，3为长通滤光片(可选)，4为准直反射镜，5为反射光栅，6为汇聚反射镜，7为柱形汇聚透镜(可选)，8阵列探测器，9为线性可变滤光片阻挡高阶衍射光进入探测器，10为探测器的石英玻璃窗口，取代普通BK7玻璃窗口，用于工作在小于340nm的紫外波段光谱仪(可选)　　-用光纤将待测光束通过标准的SMA905接头接入光谱仪。　　-待测光束通过狭缝进入光谱仪，狭缝就是成像系统中的“物”，通常为矩形，根据应用的要求，狭缝的宽度可选，较宽的狭缝允许更多的光子进入光学系统，即系统的光通量较大，但这是以损失分辨率为代价。典型的狭缝宽度在5um-200um之间，高度为1mm。　　-从狭缝出射的光是发散的，我们希望入射光束的传播方向是可控的，不要散射到不该去的地方，导致杂散光太大，通过准直光学部件，通常是反射镜，将其变为平行光束。　　-光栅作为色散元件：这是对光谱仪性能有决定性影响的元件，不同波长的光被衍射到空间不同的方向。光栅的参数包括刻线密度，闪耀角度等，都会影响到光谱仪的性能指标，包括分辨率，波长范围，光栅效率曲线等。　　-反射镜作为光束汇聚器件，将光栅分光后不同波长狭缝的“像”汇聚到阵列探测器不同的像元上。每个像元会接收到波长范围很窄的光子(15 nm to 0.02 nm，取决于光谱仪的结构)　　众所周知，狭缝的宽度会影响到光谱仪的分辨率和响应率，　　-探测器阵列：探测器是实现光电转换的重要器件。线阵探测器上的每一个象元的读出数据对应于一个特定的波长范围，在紫外，可见光，短波近红外波段，硅CCD是目前使用最多的探测器，其性价比最好，探测器本身的噪声对光谱仪信噪比的影响。只有在900nm-2500nm的近红外波段才使用InGaAs线列探测器。　　-模-数转换电路ADC (Analog-to-Digital Converter):探测器读出电路给出的是电压模拟信号，通过ADC把模拟信号转换为数字信号，将每个像元输出的电压转换为一个特定的数字，这个读数被称为“counts”　　ADC器件性能的重要指标是它输出的数字是用多少位二进制数字来表示。一个12位的模数转换电路可以将满量程光强度用0-4096(212)个counts来表示。相应的，同样的满量程光强度，如果用16位的模数转换电路其输出则是用0-65535(216)个counts来表示。由此可见ADC器件的位数反映了光谱仪在垂直方向的“分辨率“。(如图xxx所示)ADC的位数越高其输出的读数就可以越”准确“地描述光谱的强度。　　因此，对于一个采用2048个像元的线列探测器和12位模数转换器件的光谱仪，每条光谱曲线会输出2048个波长和对应光强的数据对，每个光强的数据用一个12位数字表示。这些数据是光谱的原始数据。图 ADC的位数和垂直方向“分辨率“的关系示意图　　-光谱仪内还包括以微处理器为中心的一些电路，主要包含两部分功能。一方面，产生光谱仪CCD或CMOS探测器所需的控制时序，使探测器按用户设定的工作模式工作;另一方面，实现与PC机的通信，如从探测器中读出数据并传送到PC端。这些电路的性能，譬如，模拟电路的噪声水平、处理器的主频、缓存的大小和通信接口的速度，都会对光谱仪的整体性能有重要影响。

　　微型光谱仪具体模块化和高速采集的特点，在系统集成和现场检测的场合得到了广泛的应用，结合光源、光纤、测量附件，可以搭配成各种光学测量系统。　　光谱仪器是应用光学技术、电子技术及计算机技术对物质的成分及结构等进行分析和测量的基本设备，广泛应用于环境监测、工业控制、化学分析、食品品质检测、材料分析、临床检验、航空航天遥感及科学教育等领域。由于传统的光谱仪存在着结构复杂、使用环境受限、不便携带及价格昂贵等不足，不能满足现场检测和实时监控的需求。因此，微型光纤光谱仪成为光谱仪器发展的一个重要的研究方向。　　近年来，由于光纤技术、光栅技术及阵列式探测器技术的发展和成熟，使得光谱检测系统形成了光源、采样单元及摄谱单元相分离的结构形式，整个系统结构更具模块化，使用更加方便灵活，从而使微型光纤光谱仪成为现场检测和实时监控的首选仪器。　　那么，相对于传统的光谱仪，微型光谱仪器都有哪些优势呢？总体来说，微型光谱仪的优势体现在以下几个方面：　　适合现场分析，即待测样品在那里，就在那里进行分析，而不是将待测样品取回实验室进行分析。适合手持，移动应用。　　适合工业在线应用，作为可以分析化学组分的光学传感器，而且由于光谱仪内部结构中没有移动部件，因此可靠性好，所以特别适合对于生产工艺过程的在线控制。众所周知传统的压力，温度传感器在工业上已有广泛应用，设想一下，这种可以分析化学组分的光学传感器具有多大的市场潜力。　　由于采用光纤，可以在200米外进行远程分析，这对于分析易燃，易爆样品，对人体有害的放射性，化学或生物样品的应用非常有吸引力。例如，在石化，反恐，化学战，生物战，核电站的应用。　　由于其快速测量的特点，测量可在几秒钟，甚至几毫秒内完成譬如，对于数以万计的LED产品快速分类。　　由于其非接触，非破坏性测量的特点，使其在考古，珠宝鉴定，司法鉴定，制药业原材料鉴定，食品质量控制等方面有重要应用。

　　自1992年发明世界上第一台微型光纤光谱仪以来，经过20多年的发展，它已经被广泛应用在包括环保，食品安全，国土安全，新能源，军事，半导体，化工，医药，航天，农业，在内的几乎所有的行业。这是由光和物质的相互作用的普遍性所决定的。　　详细应用案例请见：微型光纤光谱仪可以应用于哪些领域?　　这些案列也反映出了市场需要解决什么问题，以及为什么微型光谱仪能够解决这个问题？　　总体来说，微型光纤光谱仪应用的难点在以下两个环节，这是应用研究所需要解决的问题。　　采样：对于每一个特定的实际应用场景都有其具体的困难需要解决，如何从组分复杂的样品中，萃取，分离，富集微量待测物，如何排除气泡，杂质，颗粒物对测试的干扰。　　算法和数据库：如何从光谱数据中提取出有用的信息，特别是当实验所得到的光谱是由样品中各种组分与光作用的综合结果时，化学计量学算法，建立数据库是极端重要的，而且又花钱，又耗时。　　此外，急需跨行业，跨领域的合作：正是由于光和物质作用的普遍性，决定了光谱应用领域的分散性，许多应用都需要跨领域的知识。熟悉光学的人对基因，核酸非常陌生;熟悉分子生物学的人则害怕看仪器结构的方框图。不同领域专家的交流和合作才能知道其它行业存在什么问题，才能找到解决问题的方法。 

　　从1992年Mike Morris发明世界上第一个微型光纤光谱仪至今已经24年了，各个行业已经开发了数以千计的应用。广阔的市场前景吸引了越来越多的公司，包括仪器仪表行业的大公司都开始参与到这个领域的竞争。　　微型光纤光谱仪可以应用于哪些领域?　　第一， 光谱仪可以分析各种光源发出的光，这些光源包括太阳，LED, 激光，平板显示器件，等离子体，气体放电，火焰燃烧，受激发光，化学发光等等基于各种原理的发光体。　　第二， 光谱仪可以分析光与各种物质相互作用后的光，相互作用后的光一般都含有与物质微观结构有关的丰富信息。在这里光可以看成是探索物质微观结构的“探针”，因此，微型光谱仪通常被列为光学传感类(optical sensing)。　　第三， 由于微型光谱仪的体积小，所以适合于便携，手持，现场，在线，原位，活体，非破坏性应用场合。由于光纤的使用，所以适合在有害环境下(包括化学，生物，放射性)进行远程测量。由于微型光谱仪内无移动部件，可靠性高，因此，适合于工作在环境恶劣的工业现场。由于采用探测器陈列，可一次获得全光谱，测试速度快，因此适合需要高速测量的应用，例如工业在线检测，化学反应动力学监测。　　由于微型光谱仪应用领域非常广，在如此短的篇幅内无法详细列举所有的应用。以下，我们就当今社会最关注的领域中比较成功的应用案列进行分析：　　环保行业：　　-燃煤电厂烟气排放监测系统用于监测电厂在脱硫和脱硝之后对于大气的排放废气中SO2，NOx的含量。　　这基于气体紫外吸光度测量的原理，看似简单，但是在解决实际问题时，必须要克服一些具体困难。由于实际应用中的待测气体样品中有颗粒物存在，如何将颗粒物对光的散射引起光的能量损耗扣除掉,以获得准确的浓度值?1970年代德国科学家Ulrich Platt在研究大气紫外吸收时，发现颗粒物散射谱随波长变化慢，气体分子紫外吸收谱随波长变化陡峭，因此对光谱进行微分，再进行数字滤波，将低频分量滤去，就可以将散射的影响扣除，这就是著名的DOAS技术(Differential Optical Absorption Spectroscopy)。由此可见，应用研究的重要性。　　-对于地表水的有机物综合指标的监测　　有机物综合指标是指化学需氧量(COD)，生化需氧量(BOD)，总有机碳(TOC)，高锰酸盐指数(CODMn)，总磷(TP)，总氮(TN)，多环芳烃(PAHs)。分析地表水的有机物综合指标的困难在于，第一，这不是由单一化学组分决定的，而是由水中大量化学组分的综合效果;第二，水体中除了有机物之外，还有许多其它的干扰因素，譬如泥沙，会影响测量结果的准确度。　　不少地方仍然采用化学滴定方法检测，这种方法虽然准确度高，由于需要采用化学试剂会对水体造成二次污染，而且设备复杂，测试所需时间长，运行费用高。　　采用紫外吸收光谱技术，通过对大量水样建模和多变量化学计量学分析，可以获得有机物综合指标。但是实际的水样中总会含有泥沙，泥沙含量较高时，这些无机物也会使透光量减少，探测器无法区分透射光强度减少，究竟是被有机物吸收了，还是泥沙的散射引起透光量的减少，从而带来误差。而且，在有机物含量较少时，测量误差较大。浙江大学的吴铁军教授发现如果加用荧光光谱测试，由于无机物是不会产生荧光的，因此，融合荧光光谱和紫外吸收光谱的数据，就可以扣除无机物的影响。这种创新的方法可以用一台仪器同时测量出上述七个水的有机物污染的综合指标。　　这个案例告诉我们，在分析复杂体系时，基于多变量化学计量学的算法和建模是极端重要的。　　食品安全　　-水，土壤和鱼的汞超标　　由于环境污染体现在地表水和土壤的汞超标，汞又特别容易在生物组织中积累，譬如鱼类。摄入过量的汞会影响人的神经系统，儿童的发育生长。全球140个国家都对食品中汞的含量有规定。现有的分析方法非常耗时并只能在实验室使用。　　美国Jackson州立大学发明了一种基于纳米材料表面能量转移技术NSET(Nanomaterial Surface Energy Transfer)的检测微量汞的便携式仪器。NSET技术原理如下，当罗丹明B(RhB)分子吸附在胶体金纳米颗粒时，胶体金纳米颗粒会使RhB荧光焠灭，当有Hg2+离子存在时，RhB会从纳米金颗粒表面释放,与汞离子结合，并在532nm激光激发下开始发荧光，荧光的强度与Hg2+离子浓度成正比。(见图2)这种方法检测灵敏度很高，汞的检测线图1 吸附在纳米金颗粒表面的罗丹明RhB，它的荧光强度与待测样品中汞的浓度成正比　　这个案例中检测汞的原理就不那么直截了当，待测物汞本身并不能受激发荧光，而当汞离子与罗丹明RhB结合时，RhB充当标记物(marker)的角色，另一方面，利用了纳米金颗粒能使RhB荧光焠灭的特性。　　-检测奶粉中的微量三聚氰胺　　采用表面增强拉曼光谱技术SERS(Surface Enhanced Raman Spectroscopy),在785nm激光的激发下，待测的三聚氰胺的分子在基于纳米金颗粒的SERS芯片上，在激光强电磁场的作用下，与纳米颗粒表面的等离子激元发生谐振，拉曼光谱的强度被大大增强。(见图2)采用便携式拉曼光谱仪和SERS芯片三聚氰胺的检测限可达到12ppm。图2在打印的SERS芯片表面增强拉曼光谱与三聚氰胺浓度的线性关系　　拉曼光谱技术，由于拉曼信号特别微弱，所以只适合应用于分析浓度较高的物质主成分。由于纳米材料科学，表面物理科学，激光技术的发展，才使SERS技术逐步进入应用阶段，用于分析痕量物质。不断提高测量的重复性，稳定性，降低SERS芯片的价格，使更多的应用领域用得起SERS技术。　　-鉴别假冒的初榨橄榄油　　常用的方法是观察油的颜色，但是在不同光线下显示的颜色是不同的，而且造假者会用叶绿素或b胡萝卜素去调节油的颜色去靠近真品的颜色。用低档橄榄油或者葵瓜子油，菜油稀释初榨橄榄油都可以用便携仪器进行吸光度测量方法鉴别。　　正是由于光纤光谱仪的便携性和快速，使其得以应用在仓库，海关现场快速验货。图3 不同比例的低档橄榄油稀释初榨橄榄油对于吸光度的影响　　-对食品内黄曲霉素的快速检测　　发霉和变质的粮食，花生，坚果含有致癌的黄曲霉素。现用的主流技术有液相色谱仪HPLC，　　液相-质谱联用仪LC-MS。这些技术只能在实验室用，并且设备昂贵，分析时间长，还要用大量化学溶剂，污染环境，操作和维护保养麻烦，需专业人员操作。也有用酶联免疫分析技术(ELISA)，这种方法测量精度不如HPLC，并经常会报告假阳性。　　因此，急需一种可以在现场快速筛检的设备。英国的Ray Coker博士发明了一种基于紫外荧光光谱的技术，先将样品进行预处理，使待测毒素分离，富集，然后用紫外荧光光谱分析，在365nm LED光源激发下，测量其荧光，并采用专利的算法，一次同时测得4种黄曲霉素(B1,B2,G1,G2,M1)和赭曲霉素A，其检测限　　该案例的技术难点在于样品预处理，如何从成分复杂的待测食品样品中将微量待测物萃取，分离，富集，第二，如何挑选出具有高度特异性的抗体，使自身不会发荧光的毒素与标记物(marker)可以用荧光技术来检测;第三，如何从光谱数据提取出有用信息的算法。　　-食源性致病菌的快速检测　　检测食品中的致病微生物，现行的方法，譬如检测细菌的金标准方法“平板计数法”(Culture Plating)，虽然准确，但是分析所需时间太长，需要2-3天。其它的方法，例如酶联免疫吸附测定法ELISA,虽然速度快了，但是灵敏度不高。聚合酶链式反应法PCR方法，虽然速度快了，灵敏度也高一些，但需要复杂的核酸提取过程。总之，需要一种快速，灵敏，准确，特异性强的检测方法。　　食品是一个成分复杂的物质，我们需要分析其中微量的细菌，首先要解决的问题是如何从复杂的背景中提取并富集这些待测的细菌;第二，按照国家标准，允许存在的细菌浓度必须很低，因此要求检测方法的灵敏度很高;第三，实际上，食物中很可能同时存在多种细菌，因此检测方法一定能够同时，分别检测出多种目标物。　　美国阿肯色大学生物与农业工程系Yanbin Li教授团队近年来利用免疫纳米磁珠与免疫量子点对食源性致病菌进行快速检测。同时检测李斯特菌，沙门氏菌，大肠杆菌，检测下限可达到101 CFU/ml。(见图4) 图4(a)纯细菌样本的荧光光谱 (b)含致病菌的牛肉样本的荧光光谱　　其基本原理是利用免疫检测方法，即先用第一抗体去修饰纳米磁珠，形成细菌-免疫磁珠复合体，在与样品均匀混合时，抗体就会与样品中的目标细菌进行免疫反应，在强磁场作用下，这些被免疫磁珠抓住的细菌就会被吸附到磁极，从而实现了细菌从复杂的背景物中分离。但是抓住细菌的磁珠不会受激发射荧光。我们知道量子点是可以受激发光的，如果用被第二抗体修饰的量子点作细菌的标记物，就可以通过测量量子点发出的荧光强度来间接测量细菌的浓度。利用抗体的特异性，即不同的抗体专门去抓不同的细菌。再利用量子点发光的波长取决于量子点的大小的特点。就可以通过对于荧光光谱相应的波峰强度测量，同时测量不同细菌的浓度。　　生命科学和医疗诊断　　-核酸，蛋白质分析　　对核酸和蛋白质进行定量分析是现代生命科学实验中最基本的工具。　　紫外吸光度方法是测量核酸浓度最常用的方法之一。核酸包括：DNA(脱氧核糖核酸)和RNA(核糖核酸)。它的基本组成是核苷酸。核苷酸又是以含氮的碱基，戊糖和磷酸组成。五种碱基包括嘌呤和嘧啶。碱基上苯环的共轭双键在紫外波段有强吸收，最强的吸收峰在260nm。核酸浓度与波长260nm的吸光度成线性关系，这就是用紫外吸光度方法测量核酸浓度的基本原理。核酸样品中如果含有蛋白质，蛋白质的紫外吸收峰在波长280nm，但是蛋白质在280nm的吸光度只有核酸在260nm的吸光度的1/10，利用样品在这两个波长的吸光度比值，可以得到核酸的纯度。　　核酸，蛋白质这类生物样品的量常常很小，甚至在mL量级，微量样品的采样在技术上是一个难点。美国热电公司的NanoDrop2000型紫外/可见分光光度计巧妙地利用表面张力的原理，将待测样品液滴置于连接光源的光纤端头和连接微型光谱仪的光纤端头之间，形成待测样品液柱。利用这种采样技术，可以不用稀释样品就可以测量高浓度的DNA样品，对于双链DNA样品，可测的浓度可高达15000ng/ml。　　该仪器还可以利用蛋白质在280nm的吸收来测量蛋白质的浓度。这是由于蛋白质分子结构中含有芳香族氨基酸，而芳香族氨基酸(主要是酪氨酸和色氨酸)的紫外吸收的峰值位于280nm。　　蛋白质实际测量中遇到的问题是待测样品中常常含有其它化学试剂的残余，而这些杂质对紫外吸光度测量有干扰，影响测量的准确性。因此就在对蛋白质的各种性质研究的基础上，发展了各种其它的测量方法，以摆脱杂质对测量的干扰。例如蛋白质和染料的结合，蛋白质和铜离子的络合反应?　　同样这一台工作在紫外/可见波段的分光光度计NanoDrop，基于不同的原理，还可以在不同的波长用于蛋白质定量分析。譬如，Bradford法测蛋白质，这是基于让染料分子(考马斯亮蓝G250)与蛋白质结合成复合体,该复合体在595nm有最大吸收峰，这种方法的好处是待测蛋白质样品中可能含有的K+,Na+,Mg2+,(NH4)2SO4,乙醇等杂质不会干扰蛋白质测定。BCA法则是利用蛋白质的化学性质，即在碱性条件下蛋白质可以与Cu2+发生络合反应，并将Cu2+还原为Cu+，而BCA (bicinchoninic acid)则会与Cu+反应形成稳定的复合物，它的吸收峰在562nm。这就是BCA法测量蛋白质的原理。　　-紫外荧光光谱是研究蛋白质组分，构象的强大工具。　　实验发现大部分蛋白质中有三种氨基酸残基具有内源性荧光的特性，它们分别是：色氨酸tryptophan (Trp), 酪氨酸tyrosine (Tyr) and 苯丙氨酸phenylalanine (Phe)。但是，实验中常用的是Trp和Tyr的内源性荧光，主要是因为这两种氨基酸的残基的荧光的量子效率比较高，所发出的荧光信号较强。Phe受激荧光的量子效率较低，激发波长在257nm。如果采用波长为280nm的激发光，由于Trp和Tyr的激发波长比较接近(分别为280nm，274nm),因此Trp和Tyr会同时有荧光信号。如果想选择性地只激发Trp，则可以采用295nm激发光源。　　实验进一步发现，氨基酸残基的內源荧光的强度，峰位对于氨基酸的组分和构象状态十分敏感。这是因为在蛋白质分子处于自然折叠状态时，Trp和Tyr被包裹在蛋白质的中心位置。而当采用升高温度，采用尿素，盐酸胍，或者调解pH值等方法，使得蛋白质展开(图6A)。原先在折叠状态下埋在里面的疏水核心就暴露在溶剂中。Trp和Tyr就暴露在周围的环境中，它的荧光发光特性发生变化(图5B)　　图5 用Trp的荧光来监测蛋白质的构象状态。图6A中Trp是用红点和红色字母w表示，在蛋白质处于自然折叠的状态下Trp被埋藏在疏水的环境中，展开后则暴露在溶剂的环境中。图5B，在自然折叠状态下Trp处于疏水状态下，荧光强;反之，在展开状态下，Trp暴露在溶剂中，荧光强度下降。　　实验还发现Trp残基的荧光峰值的波长与周围的溶剂有关，发生Stoke位移。　　研究蛋白质的分子折叠和展开有什么应用价值?有些疾病与人体内蛋白质分子的构象状态有关. 譬如, 有些退行性神经病变，就与蛋白质分子的展开有关，因此蛋白质的荧光光谱有时可用于退行性神经病变的诊断。　　-医学诊断　　一般而论, 采用光纤光谱仪作为医学诊断的手段有两个优点. 一个优点是非侵入性, 第二个优点是体积小, 仪器方便携带, 因此, 可以部署在病床边上, 县以下的基层诊所, 战地，出诊.　　以下举一些例子.　　基于吸光度和荧光技术的血样，尿样在生化分析仪器在医院的分析实验室几乎处处可见，现在可以做得更小，更便宜.　　对于皮肤癌，乳腺癌可以对人体组织活体(in vivo)用拉曼光谱或反射光谱技术进行诊断.　　黄疸病对于新生儿是常见的，而且无害，但是，对于早产婴儿则有造成大脑损伤的危险。因此，需要密切监测血液中胆红素的浓度。现行的方法是针刺婴儿的脚跟取血样，然后送实验室进行生化分析，大约需要一个小时，每日三次。如果对新生儿脚底皮肤用光学方法，通过反射谱测量，立即可以分析得到血液中胆红素的浓度，可以比现行的方法更快地诊断黄疸病，并使婴儿免受脚跟针刺之苦，这就是非侵入性带来的好处。　　脉搏血氧仪是用红光和近红外透射测量技术连续监测血氧饱和度。慢性阻塞性肺病，哮喘等呼吸性疾病，病人的血氧饱和度是表征病的严重程度的非常重要的指标。　　在线检测：　　-为了得到辛烷值(RON)合乎标准的92号，95号汽油，石油炼化厂需要将重整催化工艺所得到的高辛烷值油与低辛烷值的催化裂化汽油按适当比例进行调和，以最终获得辛烷值符合国家标准，而且产率足够高的汽油。生产工艺需要在线测量汽油的辛烷值，并根据测量值去控制重整反应器的温度。　　浙江大学戴连奎教授采用在线拉曼光谱系统测量重整汽油的辛烷值。其辛烷值主要取决于待测油品中直链烷烃、侧链烷烃、环烷烃与芳烃含量。拉曼光谱可以很好地显示直链烷烃、侧链烷烃、环烷烃与芳烃等物质的特征峰，因此可以很好的计算各种芳烃和其它烷烃等物质的含量。由于不同的烃类物质对辛烷值的影响不同，需要综合考虑每类物质对辛烷值的影响。通过含量高低建立相应的预测模型可以很好地测量汽油样品的辛烷值。相比于红外光谱，拉曼光谱特征峰明显，建立模型所需的样品数量也大为减少。相比色谱，拉曼光谱测量速度较快，使用和维护成本较低。图6 重整汽油的拉曼光谱(经过数据的预处理)　　在此应用案例中，待测的汽油辛烷值并不是由单一物质的分子的光谱所决定的，而是由多种烃类的分子的综合作用所决定。因此，有了光谱之后，如何得到辛烷值，建模就是关键。

　　光谱仪作为重要的分析仪器，在诸多领域已取得应用。那么光谱仪技术未来的发展方向和潮流是什么?有哪些难点需要克服?　　光谱仪技术已经到了发展的关键时刻，未来光谱仪将朝着以下三个方向发展：　　第一，微型光谱仪标准化。在标准化方面，目前国家并没有针对光谱仪出台任何计量标准，在传感器标准方面也没有涉及。虽然海洋光学在这个方向做了很多工作，但是还没有上升到行业标准及国家标准。未来我们将致力于微型光谱仪市场的标准化，只有形成标准化市场之后，才会得到更多工业用户的认可，甚至走向民用市场。　　第二，由微型光谱仪到迷你光谱仪。这涉及到光路设计、检测器筛选、生产工艺改善以及相关技术上的突破。随着光谱仪产品尺寸越来越小，检测灵敏度越来越高，对于制造工艺也提出了新要求，未来将会引入更多自动化技术，带来制造工艺的革新。　　第三，光谱仪的功能化及系统化。现阶段光谱仪只能给出光谱数据，但对于一般使用者而言，无法把握光谱数据所传达的确切信息。因此，我们要把微型光谱仪功能化，做成子系统，能够输出客户真正关心的数据信息。　

　　1、技术简介　　在高强度的激光作用 下，被测材料表面就会有几微克的物质被喷射出来，这个过程通常被称为激光剥离，同时材料表面还会产生寿命短但亮度很高的等离子体，其瞬间温度可达 10,000℃ 。在这个热等离子体中，喷射出来的物质离解成激发态的原子和离子。在激光脉冲结束后，由于等离子体以超音速向外扩展所以迅速地冷却下来。在这段时间内， 处于激发态的原子和离子从高能态跃迁到低能态，并发射出具有特定波长的光辐射。用高灵敏度的光谱仪对这些光辐射进行探测和光谱分析分析，就可以得到被测材料的元素构成信息。　　激光诱导击穿光谱(LIBS)是一种原子发射光谱。可以对固相、液相和气相基体中几乎所有元素进行定性和定量的分析。不同于传统的检测方法，LIBS在检测过程中无需进行复杂的样品制备。为了达到这个目的，LIBS激光脉冲发射并汇聚于样品表面一点，样品被激光加热到气态继续吸收能量成为等离子态，等离子体背景辐射快速衰减导致等离子特征谱线突出，光谱仪开始积分获得测量结果。对产生的对应元素发射谱进行分析。元素发射谱的波长与元素的种类直接相关，而元素谱线的强度则和元素的含量相关。图1 激发诱导击穿光谱检测原理图 图2 激发等离子体与能级图　　2、应用说明　　激光诱导击穿光谱技术系统在进行元素分析的时候，需要样品量极少，对样品的破坏性小，可以对固相，液相，气象的样品进行测量;具有自清洁能力，几乎不需要样品制备;可以实现快速实时在线分析;具有遥测能力，可实现有毒、强辐射等恶劣环境中的远距离、非接触性测量;具有宽光谱多种元素同时测量，ppm量级探测灵敏度，可对痕量元素进行探测。多通道光谱仪，凭借其高效的外部同步时钟，完美的协同了所有通道实现精确的延迟采集，准确的在原子激发辐射突出时采集到完整的原子谱线信号。同时，多通道光谱仪可以应客户的需求在180-1037nm的范围内自由的配置光谱仪的通道数量和盖范围，系统自带的高效时钟可以完美的同步所有通道，并同时实现精确触发两台外部设备。　　自然环境：土壤污染分析，工业生产环境监测，金属、煤炭等材料分析，宝石鉴定等;　　安防检测：爆炸物分析，生化武器分析;　　基础研究：等离子体发光测量，生物柴油火焰分析;　　航空航天：火星探测应用;　　医学诊断：骨骼，牙齿等相关分析分析癌症细胞，抗糖尿病药物分析等。　　3、典型产品和配置　　LIBS光谱技术系统配置：　　1. 多通道光谱仪：超宽光谱范围，优异的紫外响应方便轻元素测量;短时间，最短1ms积分时间，通道间积分抖动±10ns以内;高分辨，最高可达0.035nm光谱分辨率，精准延时触发控制;多扩展，两路可控延时触发接口。图4 多通道光谱仪　　2. 样品仓：安全防护具有1064nm激光安全防护窗、电动激光安全锁、仓门自动安全锁、E-stop;双光纤收集光路，支持两路45度收集通道。可单独使用抗紫外光纤作为紫外通道，，同时选择使用普通可见光纤作为可见通道，增强系统的紫外探测能力。气氛保护机制能够自动充气开关控制和流量调整。能够排出测量产生的烟尘污染，延长光路寿命并且提高测试稳定性。图5 样品仓　　3. 激光器　　4. 采样附件(光纤等)　　5. 光谱仪控制软件图6 LIBS典型配置　　典型配置　　典型产品：多通道光谱仪，样品仓，激光器　　4、应用文章　　4.1 土壤与农作物污染检测图7 土壤与农作物检测光谱图　　4.2 古玩真伪鉴定图8 LIBS古玩真伪检测　　4.3 金属和煤炭测量图9 金属煤炭检测光谱　　4.4 等离子体发光测量图10 等离子体发光　　4.5 生物柴油火焰检测图11 生物柴油检测图　　4.6 检测抗糖尿病药物中的有效成分图12 抗糖尿病药物成分检测　　4.7 LIBS在火星探测中的应用图13 LIBS检测火星元素光谱图　　4.8 珠宝真伪的检测图14 真伪珠宝检测光谱图　　4.9 工业废水检测图15 工业废水检测光谱图　　4.10 爆炸物检测图16 爆炸物检测　　4.11 核废料/放射性物质检测（来源：海洋光学）

　　1、技术简介　　光照射到物质上发生弹性散射和非弹性散射。弹性散射的散射光是与激发光波长相同的成分，非弹性散射的散射光有比激发光波长长的和短的成分， 统称为拉曼效应。拉曼效应是光子与光学支声子相互作用的结果。拉曼光谱分析法是基于印度科学家C.V. Raman所发现的拉曼散射效应，对于入射光频率不同的散射光谱进行分析，得到分子振动能级与转动能级结构，并作为分子结构和组成研究的一种分析方法，研究图谱的整体特性，可以鉴别物质。图1 C.V. Raman　　散射物分子处于原来电子基态，振动能级图如下图所示。当受到入射光照射时，激发光与此分子的作用引起的极化可以看作为虚的吸收，表述为电子跃迁到虚态，虚能级上的电子立即跃迁到下能级而发光，即为散射光。图2 散射物分子振动能级图　　假设散射物分子回到初始的电子态，则有三种情况。因而散射光中既有与入射光频率相同的谱线称为瑞利线，也有与入射光频率不同的谱线称为拉曼线。在拉曼线中，又把频率小于入射光频率的谱线称为斯托克斯线，而把频率大于入射光频率的谱线称为反斯托克斯线。图3 拉曼激发原理图　　拉曼光谱检测采用单色激光器照射待测样本，并用光谱仪检测该样本发出的反射拉曼散射光谱，再由计算机对样品发散光谱进行处理分析以计算该样本的组成、含量或属性。图4 拉曼检测原理图　　2 、应用说明　　拉曼光谱检测技术作为一种新的物质结构鉴定的分子光谱方法，在近几年里得到了非常迅速的发展。拉曼光谱可以表征材料，作为一种快速检测方法，借助检测物的“拉曼指纹图谱”，应用于鉴别，过程处理。与传统的快速现场检测方法相比，拉曼光谱方法具有无需样品前处理，无需破坏样品，检测速度快等优点。但由于拉曼技术本身具有的检测面积小、局部光功率过高等特点，使得拉曼技术在检测混合物、光敏感或热敏感样品时存在很大限制，影响了拉曼技术的实际应用范围。这就需要使用者根据实际检测物质本身的特点，衡量各项参数的平衡，来设计拉曼光谱系统，对于系统而言，选择正确的激光波长，考虑拉曼位移范围和分辨率之间平衡，选择合适的拉曼光谱仪，实现对物质的辨析。　　针对特殊的样品测试选择合适的拉曼系统，基于栅格环绕扫描技术，利用其拉曼信号的高信噪比，高灵敏度、高分辨率，更低的激光能量值。将拉曼光谱检测应用在非均一性、不均匀的样品检测中;更低更平均的激光能量，避免了测试样品的损坏。基于单点聚焦技术，利用其拉曼测试系统和细微系统整合的优越性，显微聚焦和测试焦点更好地实现匹配，针对液体和粉末样品，提供不同的激光通道和瓶装测试。　　安防检测：违禁品检测，毒品鉴别;　　基础研究：碳纳米管、石墨烯物质检测;　　医学诊断：临床医疗、癌症检测与诊断，药物成分分析。　　食品安全：农药残留分析，添加剂检测。　　3 、典型产品和配置　　拉曼光谱检测配置：　　1. 光谱仪：　　手持式拉曼系统：栅格环绕扫描技术;小巧、手持、便携性;两节5号电池可以工作长达11小时;通过扣除背景的算法更有效地提高了测试结果与数据库的匹配。　　手持式拉曼系统：栅格环绕扫描技术;可以测试瓶装等样品;激光测试聚焦可调节;激光、探头、检测器一整套解决方案，并且易使用。　　高灵敏度测量的拉曼显微系统：空间光耦合技术并不需要再配置使用显微镜;单点无偏差聚焦技术;配有样品瓶测试基座，提高不同样品检测的灵活性。　　3. 拉曼探头　　4. 激发光源　　5. 采样附件(探头支架等)　　6. 光谱仪控制软件　　典型配置　　典型产品：高灵敏度光谱仪，激发光源，滤光片，积分球，透反射支架，动态样品台，准直透镜　　4 、应用文章　　4.1 小型光谱仪违禁品检测的应用;图5 小型违禁物光谱检测设备　　4.2 便携式拉曼光谱系统用于毒品鉴别; 　　罂粟碱、伪麻黄碱图6 毒品光谱图　　4.3 农药残留及非法添加剂的检测;图7 谷物农药残留光谱图　　4.4 药物成分分析图8 药物成分光谱图　　4.5 制药行业原辅料的检测。图9 透过无色玻璃瓶得到乙醇的拉曼图谱图10 透过棕色玻璃瓶得到苯甲醇和苯酚的拉曼图谱　　4.6 碳纳米管、石墨烯等物质的检测图11 碳纳米管、石墨烯等物质光谱图（来源：海洋光学）

　　1、技术简介　　光在两种物质分界面上改变传播方向又返回原来物质中的现象，叫做光的反射。正是因为光在物体表面发生的反射，我们的眼睛才能感知到周围的世界的颜色与景象。反射是通过光入射到物体表面后在不同波长段的反射率差异引起。光谱仪获得的反射光谱信息就像人眼所见到的视觉内容一样，但是光谱信息更为数据化、更客观。反射测量可以测试物体的颜色，或者通过判定物体的反射光谱差异进行多样品的筛选和品控。 镜面 粗糙表面图5.1 反射原理图　　2、 应用说明　　由于某些检测样本的特殊性，不能完全依赖于化学方法进行检测，反射光谱模型作为一种迅速、高性价比的检测方法，可以作为化学分析方法在其他应用领域的替代方案，甚至可以直接用来测试粉末状样品。反射光谱检测方法不能判定是否适用于被测目标样本的原有模样，所以还是需要尝试多次对照测试它们的反射光谱，提高光谱数据的准确性。　　化学分析的方法可以用来提高最低检出限，并确定掺杂成分，但是光学的方法可以进行预先的快速查看与筛选。将反射光谱检测与化学计量学相结合，利用可见光和近红外漫反射光谱提供快速、无损的检测。在实际检测中，可以分析不同的样本之间的差异。数学上来说，主成分包含在了定义的所有波长多维空间的范围内。主成分使我们能够获得多维数据集和重要维度，然后从无意义的噪音中分离出有意义的信息。　　食品安全：香料检测，香蕉成熟度分析，芒果与鳄梨区分检测等;　　自然环境：水体汞污染监测，农作物分析等　　3 、典型产品和配置　　颜色检测配置：　　1. 光谱仪　　2. 光源　　3. 积分球：积分球可以180°收集样品表面的反射光，所以它能尽可能多地收集样品表面的反射光。反射式积分球还能使用在弯曲表面，或者颜色测量。它能将样品表面发射的光很好地在积分球内部进行匀化，然后再耦合到光谱仪。反射光通过圆形的入射光孔径进入积分球，然后经过分球内壁涂抹的特殊涂层材料的均匀反射。图2 积分球示意图　　4. 反射探头：当需要快速测量样品或者应用在样品表面非常小的采样点时，反射探头既可以测量镜面反射，也可以测量漫反射，而且可以基于光源和光谱仪的配置不同，选择不同类型的扩大波长范围的反射探头。探头的发射光和反射光是同一方向的，接收到的光是反射光的一部分，所以使用反射探头测量反射光谱是一种相对测量。图3 反射探头　　5. 采样附件(光纤、滤光片、透反射支架、动态样品台等)：透反射支架用来固定反射探头的标准配件，同时也可以用于透射测量。使用透反射支架，可以有效地减少光源对样品的过度加热，对于生物样品或者有机样品，还有那些低熔点的样品非常重要;动态样品台，基于样品台旋转或者直线移动来对样品进行测量，并获得测量的平均信号。这种测量方式避免了结果的多样性，提高了样品测量的均一性结果，特别是对于谷物、种子和土壤类等不均一的样品，是比较理想的选择。 图4 反射支架和样品台　　6. 准直透镜：在做反射测量时，准直透镜可以使用在光纤的末端来准确地固定入射光和反射光的角度。镜面发射或者漫反射都可以使用这样的测量方式，但是我们需要固定夹具来对测量系统进行固定。准直透镜必须预先调焦来避免光束的发散，来保证获得更好的光谱。　　7. 光谱仪控制软件图5 反射检测典型配置　　典型配置　　典型产品：高灵敏度光谱仪，光源，滤光片，积分球，透反射支架，动态样品台，准直透镜　　4 、应用文章　　4.1 香料掺假检测图6 不同香料检测光谱　　4.2 香蕉成熟度检测图7 不同成熟度香蕉光谱图　　4.3 芒果与鳄梨区分检测图8 芒果与鳄梨检测光谱　　4.4 基于SPR快速检测花生过敏源图9 过敏源光谱　　4.5 无人机智能农业检测 图10 无人机农业检测光谱图　　4.6 农作物成分检测图11 农作物成分光谱图　　4.7 水体汞污染监测图12 水体检测光谱图（来源：海洋光学） 

　　1、技术简介　　辐射指的是由场源出的电磁能量中一部分脱离场源向远处传播，而后再返回场源的现象，能量以电磁波或粒子的形式向外扩散。辐射检测是获取目标特征、对目标进行识别的重要手段之一。目标辐射温度、辐射亮度和辐射强度是识别判断的关键性参数，它们集中反映了目标的物理特征。图1 辐射检测　　2 、应用说明　　辐射测量可以用于测量发光光源，比如太阳或者灯源，也可以用于测量反射光，比如地面或者水面的反射光。在太阳能行业中，可以应用于测量太阳能模拟器的光谱分布，配合专业的软件，可以测定是否符合AM1.5标准。辐射测量可对上升流辐射和下降流辐射进行检测，上升流辐射可以是反射的日光，也可以是地面发射光，它是垂直地面向上的辐射。下降流辐射是从太阳或者大气层垂直指向地面的辐射。这两种辐射之间的联系可以用来获得植被，森林，海床以及更多地方的光谱。　　基础研究：OLED特性分析，太阳能模拟器特性分析等;　　3 、典型产品和配置　　辐射检测配置：　　1. 光谱仪　　2. 聚光透镜　　3. 采样附件(光纤、滤光片、辐射校正灯等)　　5. 光谱仪控制软件　　典型配置　　典型产品：高分辨率光谱仪，辐射校正灯，滤光片，聚光透镜　　4、应用文章　　新型OLED热交联空穴注入材料;　　高效率单层RGB光致发光OLED;　　太阳能模拟器特性评估系统。图2 太阳能模拟器光谱图（来源：海洋光学）

　　1、技术简介　　颜色是大脑对于射入人眼的光的主观感受。一般人眼可感知的波段为380~780nm。　　颜色可以简略分为反射颜色，透射颜色，光源色和结构色，前三种最为常见。　　待测物的反射/透射颜色取决于待测物的光谱反射率/透射率，参考光源和观察条件。光源色取决于光源光谱。结构色与物体表面特殊的衍射结构有关。　　颜色在生产和生活中扮演着重要的角色，颜色的控制已经成为评价许多产品外在和内在质量中最受重视的要素之一。传统的测色方法直接用人眼观察，方法简单灵活，但是结果依赖于观测人员的经验和心理、生理等主观因素的影响，也依赖于观察条件，结果使得测量结果的准确性和公正性经常受到质疑，目前已经被光谱测色技术取代。图1 不同颜色光谱　　光谱测色是利用光谱仪获取光源发射或物体透反射的可见光波段的光谱进行分析。根据色度学理论，任何颜色可用三个对人眼的颜色三刺激值来表示，因此获得颜色三刺激值正是测色仪器的测量目的。颜色三刺激值可以通过颜色刺激函数分别乘以CIE光谱三刺激值，并在整个可见光谱范围内分别对这些乘积进行积分。计算公式如下：　　其中，φ(λ) 为色刺激函数，由光源辐射特性或物体的透反射特性决定;X(λ), Y(λ), Z(λ)为标准观察者的光谱三刺激值;k为归一化系数。X, Y 和Z则是颜色三刺激值，它们虽然从数量上对颜色进行了定量的描述。　　历史上，由于各个行业颜色测量对象差异很大，颜色三刺激值直接使用多有不便。于是国际照明委员会(CIE)先后推出了CIE xyz和CIE L*a*b*等多种颜色空间，将颜色三刺激值转换后使用。在实践中，CIE xyz多用于发光体颜色描述，而CIE L*a*b*模型在物体表面色的色差，例如纺织品、油漆、塑料等行业。关于两种颜色空间的具体计算函数可直接参考CIE网站，一般颜色测量软件都集成了这些函数，比如著名的海洋光学的测量软件集成了所有主流的颜色空间函数，并集成了CIE规定的所有标准照明体函数模型，几乎可以满足所有颜色测量需要，给客户开展多种颜色测量带来了极大便利。图2 CIE xyz图3 CIE L*a*b*　　2 、应用说明　　颜色测量包含三个基本要素：参考光源，参考标准源，光谱采集装置。常用参考光源为卤钨灯或氙灯。参考标准源一般多用漫反射标准板。光谱采集装置则有光谱仪和配套附件组成。光谱仪必须涵盖可见光波段，并且要具有足够的灵敏度和稳定性，配套附件包括光纤探头和积分球等。　　颜色计算较为繁琐，选择一款集成各种颜色参数自动计算功能的软件也是很有必要的。　　农产品加工：肉类，果蔬等品质分类;　　照明行业：LED颜色分析;　　纺织行业：纺织物色差鉴定;　　造纸行业：纸品颜色控制;　　化工行业：油漆，涂料等品质控制。　　典型配置　　典型产品：高分辨率光谱仪，光源，探头，滤光片，聚光透镜　　3、应用文章　　3.1 LED颜色测量图4 使用七步MacAdam 椭圆来定义LED在CIE 1931 色品图中的分割区域　　3.2 化学变色反应测量图5 化学变色反应中的吸光度图谱图6  化学变色反应在553nm和759nm的吸光度变化趋势　　3.3 基于颜色检测的犯罪现场的血迹的时间评价图7 血迹检测图 （内容来源：海洋光学）

　　1、技术简介　　根据比尔-朗伯定律一束单色光照射于吸收介质表面，在通过一定厚度的介质后，由于介质吸收了一部分光能，透射光的强度就会发生减弱。吸光度是指光通过溶液或某一物质前的入射光强度与该光通过溶液或物质后的透射光强度比值并以10为底的对数。吸光度分光光度法可识别不同物质经单色光照射后的特异性，或定量测量透明溶液中有色物质(发色基团)的浓度，利用探测器对样本进行吸光度检测与对照组进行比较。图2.1 光与物质作用原理图(里面包含了吸收，透过，散射的示意)　　2 、应用说明　　光谱仪测量吸光度的方法是将某一波长的平行光通过一块平面平行物体，然后对透过物体的光束进行检测。由于一部分能量被样品中的分子吸收，检测的入射光的强度要高于透过样品的光强。吸光度被广泛运用于液体和气体的光谱测量技术中。吸光度光谱可以对物质进行定量鉴别或者对物质进行指纹认证，也可以对溶液中的分子进行浓度定量分析。吸光度检测的样品不再局限于使用比色皿作为载体，流动池、浸入式探头、微量进样器、气体存储皿、微量比色皿等等都可以作为采样装置。影响比尔-朗伯定律效力的因素很多，可通过检测一系列标准品的吸光度来确认某一发色基团的线性，以消除实验、设备和试剂批次造成的误差;当平行光照射到物体表面时光的反射与吸光都会降低光强，通过将空白样品或对照样品的光进行定量分析，可以消除这些因素的影响。　　食品安全：橄榄油纯度分析，酒发酵特性分析;　　自然环境：钻石真伪分析，珍珠真伪分析，汽车尾气分析，大气污染等;　　加工工艺：材料特性分析，半导体稳定性分析;　　基础研究：微流控领域分析;　　医学诊断：葡萄糖测定，DNA分析等。图2 太阳眼镜吸光图3 汽车尾气排放检测　　3、典型产品和配置　　吸光度检测配置：　　3.1. 光谱仪　　3.2 光源　　3.3.采样附件(光纤，探头，流动池)　　3.4.吸光度测定标准参考　　3.5 光谱仪控制软件图4 吸光度检测基本配置典型产品：高灵敏度光谱仪，光源，探头，流动池　　4 、应用　　4.1 基于超小体积的紫外光谱仪的DNA的吸光度检测图5 DNA吸光度光谱　　4.2 用固态光学光谱传感器鉴别橄榄油纯度及真伪;图6 不同食用油样吸收光谱图　　4.3 吸光度检测在微流控领域的应用图7 样品组分检测应用图8 微流控技术在细胞分离中的应用　　4.4 测试聚合物半导体材料的稳定性;图9 分别在UV/VIS测量中使用的降解反应室和光路和探测射束　　4.5 基于光谱学的酒发酵特性分析。图10-1  14种酿酒酵母的LWUV-VIS吸收谱相关图，图(b) 给出筛选出的28种的吸收谱的重现性分析图10-2  28种酿酒酵母VIS-SWNIR波段PLS-R校准　　4.6 汽车尾气分析图11 汽车尾气检测装置　　4.7 基于紫外可见吸收法检测钻石;图12 钻石样品光谱　　4.8 紫外可见吸收法检测黄珍珠图13 天然黄珍珠光谱图14 染色黄珍珠光谱　　4.9 新型有机电致变色彩色电子纸图15 彩色电子纸光谱　　4.10 DNA杂交与DNA蛋白质相互作用的光纤SPR传感图16 光纤传感设备图和检测光谱　　4.11 多孔硅纳米材料检测低浓度葡萄糖图17 不同浓度葡萄糖光谱（来源：海洋光学）

　　1、技术简介　　当常温物质经入射光照射，吸收光能后进入激发态，并且立即激发并发出出射光，那么这种出射光就被称之为荧光。荧光测量是利用灵敏的探测器和高效率的滤光片，将检测样本发出的微弱信号光和高强度的激发光区分出来，并通过探测器对区分出来样本的微弱信号进行检测。图1 激发荧光原理图图2 发射荧光能级图图3 激发波长和发射波长重叠现象　　2、应用说明　　荧光激发光谱可以通过有效的荧光激发波长来进行表现，并能够得到荧光转化效率。利用稳定可靠的激发源和发光二极管作为激发光，虽然大多数情况下，激发波长和物质的发射波长会发生重叠，但当一个短波长的激发光在一点激发物质，我们就能在物质发散的其他位置观察到比激发光更长波长的光，以此区分出长波为荧光发射波长，短波段为激发波。　　荧光光谱学分析对于调查性研究和分析性科学的应用是一个主要的工具。　　自然环境：宝石鉴定分析，矿石分析，叶绿素分析，原油残留等;　　法医鉴定：指纹和血液检测，分析纤维组织和其他物质;　　荧光体温度测量；　　基础研究：激光诱导荧光研究分子的电子结构和相互作用，燃烧，等离子，以及流体的浓度;　　生物：分子检测，细胞进程，细胞分类;　　医学诊断：分析癌症细胞，葡萄糖测定，DNA测序，细胞计数，凝胶电泳。 图4 深海水母的荧光　　图5 荧光色素标记的癌变细胞　　3、典型产品和配置　　荧光检测配置：　　3.1 光谱仪：鉴于荧光较为微弱的特性，通常需要高灵敏度光谱仪进行检测，这类光谱往往采用背照减薄型CCD，部分还带有CCD制冷，以保证信噪比。　　3.2 反射镜: 将更多发散的荧光耦合到光纤内。　　3.3 聚光透镜：光纤出射的发散光，通过聚光透镜可以形成平行光，使得入射光效率提高。　　3.4激发光源：激发光源的选择具有多样性，比如LED光源、激光等等。使用LED的中心波长最好接近激发光源波长;所选择激光的强度要能被光谱仪检测到，才能保证发射荧光被检测到。如果使用带宽光源(即连续光谱光源)，需要添加单色滤光片滤出单色光。　　3.5 滤光片：带通滤光片是窄化激发光源的最简单选择，该滤光片由长通和短通两块滤光片组成，通过调节短通滤光片的位置，可以实现单色激发光。如果荧光物质的激发波长未知，客户可使用可调线性滤光片，可以设置带宽20nm到100nm不等的单色波作为激发波长，还可以单独使用长通和短通滤光片，设置起始波长和截止波长。图6 带通滤光片光谱图　　3.6 采样附件(光纤、荧光反射探头、比色皿卡槽等)：模块化的荧光测量系统的优点在于使用单个激发光源和检测器的情况下，获得数据具有建议性、高效性、即时性。通过改变光纤的连接位置，可以实现0°, 90°和180°的不同收光角度进行不同形式的光学测量。使用荧光反射探头，可以直接接触样品表面测量高浓度的液体样品、固体或者粉末，获取样品的荧光散射光。　　比色皿卡槽，更换其中的透镜可以提高样品荧光的聚集。使用比色皿，可以简便高效率地实现nmol浓度物质的荧光测量。使用配有4通道的比色皿卡槽，由于使用空间耦合的方式，具有高耦合效率。图7 比色皿卡槽　　3.7光谱仪控制软件：专用软件可以让使用者更好地使用光谱仪进行各种应用。当使用光谱仪控制软件进行荧光测量时，经常使用到两种测量模式：QuickView mode(快速扫描)和Relative Irradiance mode(相对辐射)。图8 荧光检测典型配置图典型产品：高性能微型光谱，激发光源，样品支架　　4、应用文章　　4.1 纳米晶体的多个发射峰，成像和定量分析图9 上转换材料荧光光谱图10 不同的光源测量核壳量子点发射光谱　　4.2 不同受力情况下压电陶瓷光谱检测图11 不同受力情况下压电陶瓷光谱　　4.3 测量内嵌蛋白荧光的标准光谱工具;12 牛血清白蛋白荧光光谱(0.1 mg/mL)图13 溶解酶吸光度光谱(0.1 mg/mL)　　4.4 硫酸奎宁的荧光检测 图14 硫酸奎宁荧光光谱　　4.5 切削油的荧光检测图15 不同样品切削油荧光光谱　　4.6 使用色氨酸荧光进行溶菌酶的构象分析图16 磷酸盐缓冲剂天然和变性溶菌酶荧光光谱 （内容来源：海洋光学）

　　在微型光纤光谱仪中，光子会经历一个曲折而漫长的过程，从光子的产生、传输，光电转换，模拟信号到数字信号，再到通过电脑将光谱展示出来。过程是曲折的，但结局是美好的。那么光子在微型光纤光谱仪中都发生了些什么?　　光子历程将从光的激发开始。光子可以来自于大自然中的太阳、星辰，日常生活中的光源、LED或者激光，也可以来自于荧光物质或者由拉曼散射产生。无论光子源于哪里，不同光子都能产生特定的光谱谱线，而光谱的形成伴随着光子的一生，从产生到消亡。 　　光子在到达狭缝前，会经历一个崎岖的旅程。光子在自由空间中传播时，会被传输过程中其他物质反射、透射或者吸收。不同的物质会在不同波长情况下相互作用的时候过滤、更改或者消除不同波长的光子。光纤作为最基本最简单的耦合工具，可以将光从一个单点耦合至另一器件中，并且能防止其他杂散光的进入。光子在到达狭缝前，通过光纤可以更顺利的到达光谱仪，减小损耗，降低噪音影响。　　狭缝是光子进入光谱仪狭长细小的入口，它能保证光子尽可能有效地耦合到光谱仪内部。狭缝越大，通光量越大，但是光学分辨率越差，所以狭缝在选择大小尺寸时，需要权衡通光量和光学分辨率的大小。　　光子通过狭缝进入光谱仪内部，仍在一个自由空间内传播，到达第一个元器件为准直透镜。由于准直镜可以保证所有光子都以平行路径到达下一个元器件，确保所需测量的光束不发散或者散射，所以可以使光束最大利用率的得到使用。　　准直镜将光反射至衍射光栅上，光栅将不同波长的光进行分光。分光作为一个重要的阶段，将光束分为不同波长段，使光谱仪有效地检测不同波长的光信息。　　衍射光栅发射出来的光再通过聚焦镜进行聚焦，保证每个波长的光都尽可能地投射到检测器上。一维线性排列的CCD或CMOS检测器，每个像元能够接收窄范围波长的光子。　　每个像元以量子阱的形式工作，收集特定范围的光子。当积分时间开始时，量子阱开始接收满电压电荷。当一个光子撞击量子阱时，同一时间量子阱内电荷就得到释放。积分时间越长，每个像元就会接收到更多的光子。一旦电荷释放完成，单个像元阱就会饱和，那新的光子信号就不会被采集。当光子撞击检测器的同时，即转换成了电信号，这时光子能量完成释放，光信号转换为电信号的过程也随之结束。　　之后进入到数字模拟阶段，积分时间完成时可以通过检测像元读出电荷水平值。读出的模拟信号通过AD(模拟-数字)转换器，可以将每个像元的电压值读出成特征的“counts”强度值。通过数字处理，由光子信号而来的电信号就转换成数字信号，即光子转换成数据。当光子在光谱仪中的旅程结束也就意味着另一个旅程的开始——电信号的转换，软件的输出。　　当从光谱仪读出相关光谱后，希望读出的光谱数据是非常平滑且不失真的数据，这时候就需要利用光谱处理技术对原始光谱进行平滑和过滤：电子暗噪声扣除，由“光学暗像素”获得的平均电子暗噪声，可以校准读出噪音和温度躁动偏移;非线性校准，使用出厂校准7阶函数对光谱仪进行校准，确保每个像素点的响应成线性关系;平滑度，通过设置平滑次数，可以对每个像素和与之相邻像素的测量值进行平均;平均次数，通过增加平均次数提高信噪比。　　处理后的光谱数据可通过USB从micro的转接口与电脑连接进行数据传输。在未来产品中，除了USB通讯连接，光谱仪还提供其他的通信方式，如蓝牙、太网、WiFi等。　　从光子的产生、光谱仪中的传输、到达检测器像元，数据的处理及传输，光子经历了一段崎岖的旅程。微处理器，检测器和光纤光学的不断发展，使得光谱技术不仅仅局限于实验室中，微型光纤光谱仪将把光谱技术带到人们的日常工作中，改善人们的生活方式。（来源：海洋光学）

　　这两年，拉曼光谱仪一直吸引着业内人士的眼球，各大仪器厂商不断在新产品、新技术、新应用等方面推陈出新，精心布局，不仅如此，新迈入此领域的仪器厂商也层出不穷，可谓热闹非凡。　　拉曼光谱如此的蓬勃发展给广大用户提供了更多可选择的空间，那么，当前有哪些主流企业/主流产品?有哪些最新的技术/应用?哪款仪器更适合用户自己的研究工作?　　仪器信息网：请介绍贵公司拉曼光谱仪产品的定位，以及拉曼光谱仪产品线在贵公司的地位?　　海洋光学：拉曼光谱仪是海洋光学目前重点发展的产品线，公司已经并会持续对其进行投入，并不断完善产品线。主要定位于手持和便携产品，主要目标市场是现场快检的相关应用。此外还有模块化产品，适用于拉曼技术相关科研领域，如材料制备分析，珠宝文物、文件鉴定鉴伪，食品安全，生化分析等。　　海洋光学的拉曼光谱仪主要有三大类产品：　　1、 模块化拉曼光谱仪　　主要由高性能的模块化光谱仪作为检测核心，搭配各类拉曼相关部件，包括激光器，采样附件，sers增强芯片等，多用于科研，教学，以及用于设备集成。是公司传统的产品线，历史悠久，用户众多。　　2、 紧凑型显微拉曼光谱仪　　集成显微模块和拉曼光谱系统，具有高灵敏度，高性能的特点，同时体积小巧，价格相对较低，主要用于科研用户。　　3、 手持/便携拉曼光谱仪　　便携拉曼光谱仪，定位于原辅料快检、现场科研考察、违禁物质检测。突出简单易用，快速检测，对物质进行快速的现场鉴定鉴伪。　　仪器信息网：请回顾贵公司拉曼光谱仪的研发及技术进展历史，贵公司在拉曼光谱仪器方面有哪些优势/专利技术?　　海洋光学：　　2000年，世界上第一台便携式拉曼光谱仪R2000 ;　　2011 年，Peakseeker Pro 拉曼光谱仪;　　2011 年，PinPionter手持式拉曼光谱仪;　　2006年，世界上第一台商用毒品危险品拉曼检测仪Streetlab，制造厂家为GE，核心采用海洋光学光谱检测解决方案;　　2012年，第一代Accuman便携式拉曼光谱仪;　　2013年，世界上最小的手持拉曼光谱仪IDRaman Mini;　　2014年，第二代Accuman 便携式拉曼光谱仪;　　2015年，IDRaman Mini 2;　　2016年，Acculite 手持式拉曼光谱仪。　　仪器信息网：贵公司当前的主流产品和主流技术?贵公司有什么样的产品发展计划?　　海洋光学：　　Accuman系列 PR500　　独有分体设计。科研级高性能检测核心，检测速度快，光谱质量高，PR-500具有更大的拉曼光谱范围(最高可达3900cm-1)和更优的光谱分辨率(最优可达4cm-1)，能够轻松应对复杂样品。可以满足一般科研用途。同时具有很好的便携性能，带有现场显示端和电池，可以方便在现场进行快速检测。　　依照GAMP5指导原则设计，遵从CFR Part11，符合GxP计算机系统要求　　Acculite HRS-30　　市场上最小的手持拉曼产品之一，良好的操控和客户体验。简单易用，对违禁物质快速筛检，高效准确的算法和物质库。　　检测速度快：数秒内即可完成对被测物质的检测。　　集约轻便：体积小巧，便于携带，适合单人作业。　　强大检测能力：可对液体、固体和粉末进行检测，有丰富的违禁品谱图库。　　取证方便：具有高清拍摄功能，可生成测试报告并通过无线网络上传数据。　　操作简单：一键操作，即可得出结果，可单人单手操作，使用人员无需培训即可使用。　　仪器信息网：目前贵公司重点关注的应用领域有哪些?最看好哪个领域?主推的解决方案?　　海洋光学：关注领域主要是以下两个方面：　　1、 制药原辅料检测　　2、 危险品违禁品筛查　　仪器信息网：从整个行业来分析，目前拉曼光谱仪都有哪些先进的技术值得大家期待?同时有哪些问题亟待解决?未来拉曼光谱仪的技术发展趋势?　　海洋光学：有很多先进技术值得大家期待：双激光，位移拉曼，深紫外拉曼，红外拉曼，数据的云存储和大数据处理。　　亟待解决的问题：小型化，低功耗，算法(对不同样品和使用环境的适应性，批量设备之间的一致性，混合物的检测和分辨)，定量，被测物质数据库的建立，鉴别，环境耐受性　　仪器信息网：预测未来拉曼光谱仪的市场发展潜力(包括应用方向、方法标准、政策法规等)?　　海洋光学：近1年市场规模：原辅料快检-2500万，应用匹配度较高，但是药典没有强制要求，客户采购需求低于预期;安全快检-5000万;珠宝鉴定-800万。　　手持拉曼光谱仪方案简介简明手持拉曼系统架构　　测试系统采用一束单色激光器照射待测样本物质。物质光致激发后，发出具有一系列拉曼波峰的散射光谱。这些光谱被光谱仪接收并转换为数字信号，之后由计算机对该样品的散射光谱进行处理分析，并在拉曼库中进行比对和寻找，以计算该样本的组成、含量或属性。　　由上图可知，一个拉曼系统中应包含如下要项：　　1) 激光器　　2) 拉曼探头　　3) 光谱仪　　4) 数据处理算法　　5) 拉曼物质库　　激光器　　激光器的问世，提供了优质高强度单色光，有力推动了拉曼散射的研究及其应用。近年来半导体激光器的飞速发展，让高质量低价格的拉曼检测系统成为可能。　　激光器的波长可从紫外一直延伸到远红外，选择拉曼激发波长是一个很大的课题，目前没有非常明确的界定。从原理上来说，选择波长越短的激发波长，其激光能量越强，产生的拉曼信号也越强，热效应越小，也越不易破坏样品，但其荧光背景出现的几率也越大;选择波长越长的激发波长，其拉曼信号越弱，热效应却越大，越容易破坏样品，但好处是荧光背景出现的几率越低，越容易将拉曼信号从荧光背景中剥离出来。激光器的性价比也是一个需要考虑的因素，而选择不同波段的激光器，往往需要对应波段的光谱仪和滤片与之配合，其相应的价格和灵敏度也会随之大幅改变。　　激光器的泵浦源也有很多种，常见的包括半导体激光器，化合物激光器和染料激光器等等类型。他们的造价、输出激光功率和功耗差距非常大。　　综合以上因素，手持式拉曼检测系统往往采用波长为785nm的半导体激光器。　　拉曼探头　　拉曼探头的主要作用是将单波长的激光以极小的衰减率出射到被测样品上，并在反射光中，将激发光的波段剔除。此外，相较于激光强度，拉曼光谱会小5个数量级左右，拉曼探头需要保证在激光波长之外的区域，拥有高于80%以上的透过率。　　拉曼探头的指标主要包括：出射激光波长的通过率;入射激光波长的衰减率;入射拉曼信号的通过率。　　此外，角度旋转，蓝移和通带抖度都是考核拉曼探头的指标，这些指标对拉曼探头的生产工艺要求非常苛刻。　　海洋光学手持拉曼系统中的探头，采用高性能二向色镜和滤片，经过精研优化过的拉曼探头制造工艺，使拉曼探头的整体工作效率高于80%。　　光谱仪　　光谱仪的主要作用是收集入射光在不同频率的光强，并将其转换为数字信号供数据处理模块进行数据处理。　　光谱仪主要性能包括　　1) 灵敏度　　灵敏度是指输入光强与光谱仪输出信号之间的对应关系。通常可以以单个输入光子产生的输出电压信号的大小来量化。由于输入的拉曼光信号非常弱，需要灵敏度很强的光谱仪才能探测到。　　对光谱仪而言，灵敏度与输入狭缝的大小，输入光纤的芯径，内部光学元件的响应效率密切相关。输入狭缝和输入光纤的芯径越大，光谱仪的灵敏度也越高，但同时光学分辨率会随之下降。　　2) 分辨率　　分辨率是指光谱仪对不同波长输入光在波长方向上的分辨能力。由于拉曼光谱是以不同波长上的窄带峰来做为物质属性的判断依据的，所以在拉曼光谱仪系统中，光谱仪的光学分辨率至关重要。　　3) 波数范围　　波数范围是指光谱仪能够探测覆盖的光谱波长范围。通常而言，物质的拉曼光谱包含一个或多个拉曼峰。这些拉曼峰是物质的拉曼指纹图谱。不同峰位的不同高度联合起来，才能更准确的定位物质的种类。　　以上三个参数是光谱仪最重要的三个参数。这三个参数互相制约。通常来讲，分辨率的增加，会带来光谱仪灵敏度的下降和波数范围的缩小。质量越好的光谱仪可以在让这三者的数值更接近理论上的最优值。　　数据处理算法　　数据处理算法是拉曼测量系统的核心之一。不同物质的拉曼库很可能较为相似，需要精心设计算法才能得到准确结果。　　手持拉曼系统中涉及的算法包括以下几个部分：　　(1)自适应自动采样　　拉曼信号的信噪比取决于多个因素。主要的有被测试物质本身的拉曼信号强弱，光谱仪本身的灵敏度，分辨率以及噪声水平等。测试物质的不同和光谱仪本身存在的台间差，要求设备能够灵活的自动采样。能够调节拉曼信号的信噪比的参数有两个，第一个是积分时间，另外一个是激光强度。手持拉曼能根据被测物质的不同以及不同的光谱仪自适应调节积分时间和积分强度，最终得到一张信噪比在指定范围内的拉曼光谱。　　(2) 校准算法　　光谱仪得到的光谱，只是CCD采样，在经过DA转换得到的图像，需要将CCD像元的位置信息精确的转换为拉曼位移。也称为x轴校准。X轴校准涉及到光谱仪波长校准和激光波长校准两个部分。　　光谱仪的波长校准采用标准的HgAr等作为波长的参考。HgAr灯能覆盖到785nm后面大约180nm的波段，适合于HRS-30手持拉曼定义的波数范围。HRS-30手持拉曼得到合适的HgAr灯后，经过高精度的拟合和寻峰算法，得到特定一系列的特定峰的坐标值，再通过高阶多项式非线性拟合算法得到光谱仪的准确波长。拟合算法考虑候选峰的选择，包括强度，峰位和峰形。候选的峰要求强度较高，峰形干净，排除重叠峰。峰位分布均匀等。同时确定拟合多项式最优的阶数，保证拟合度R2参数和预测参数Q2满足精度的要求。　　拉曼谱图的位移是相对位移，根据激光波长的偏移同步偏移。激光波长的校准有较多的方法。常用的方法有2种。第一种是通过高分辨率的设备直接测定激光波长，然后转为波数。第二种是用标准物质来标定，比如PS物质，要求PS物质稳定，可索源等。HRS-30手持拉曼测试PS物质，选择几个合适的拉曼峰，候选的峰要求强度较高，峰形干净，排除重叠峰。再经过高精度的拟合和寻峰算法，得到波数后，反向推导出激光的准确波长。　　由于每台拉曼设备原理不同得到的拉曼的强度是不相同的，可能差别很大，比如FT-RAMAN和反射光栅类别的不同，即使都是反射光栅类型，光路可能不相同，或者CCD的响应不同，最终对应的拉曼强度是不一致的。为了后续的谱库搜索和比对，光谱仪必须要做Y轴校准。Y轴校准常用的方法有两种，第一种是用标准灯。用于校准每一个CCD像元的响应度。第二种是用标准的特制玻璃，激光击打玻璃后，得到一张荧光谱图，和标准的谱图曲线对比，也可以得到CCD像元的响应度，特制玻璃采用NIST指定的玻璃。　　(3)数据预处理算法　　采样得到原始光谱后，在特定积分时间的情况下，得到的光谱信噪比比较低，同时还有荧光的干扰，数据预处理算法需要去荧光和去噪，得到一张比较干净的谱图，利于后续的谱图搜索和比对。　　CCD具有量子效率高、响应线性度好等优点，广泛应用于各种光谱仪中用于光的探测。但是由于制造工艺等方面的原因， CCD可能出现坏点，导致测量得到的光谱数据出现异常。海洋光学光谱仪采用了一种完全自动的、有更高辨识能力的坏点检测的方法。光谱仪每次采集到光谱数据后，直接在目标的谱图中做坏点的实时和快速的检测，无需人工干预，最大程度保证了谱图不受坏点的影响。该方法结合了局部幅度差和局部离散度等指标，能最大程度上实时检测出坏点。　　一般平滑算法都是采用固定大小的滑动窗口。滑动窗口大小的设定是关键的因素。设置太小，消噪的效果不好，设置太大，会导致不同的失真，分辨率大幅下降。海洋光学采用了自适应平滑算法，窗口的大小根据谱图的信噪比动态的设定。兼顾了图谱的信噪比以及谱图的分辨率。下图是针对扑热息痛的消噪前后的对比。　　荧光干扰是拉曼光谱的重要问题，必须要处理妥当。目前我们采用了基于数字滤波的算法，计算复杂度低，效果好。如下图所示，蓝色的是原始谱图，下面的红色部分是消除荧光后的谱图。　　(4)谱库搜索算法　　谱图搜索的算法对拉曼快速检测而言，是非常关键的。一般采用的算法也有很多，大致分为三类。第一类是谱图相似度法，典型方法有相关系数法，欧式距离法等。第二类是针对拉曼峰的选择性好，典型的是峰匹配法。第三类是统计算法，计算出一个相似概率，典型的p-value算法。第一类是方法主要的问题是对相似物的辨识度不够，即两张谱图中如果只有少数峰不同，可能识别为同一种。第二种方法的优点是辨识度较好，计算量较小，但是结果不够稳定，结果和谱图的信噪比以及分辨率有较大的关系。第三种方法的优点是有较好的辨识度，比较稳健，计算量偏大。基于手持式拉曼检测仪对功耗、测试速度的要求，HRS-30中使用了峰匹配算法。　　拉曼物质库　　拉曼物质库是拉曼检测仪器的数据源。测试系统得到物质的拉曼特征之后，会检索仪器内建的拉曼物质库，只有已经在拉曼物质库中的物质才能被确定　　主要功能描述系统设置　　网络连接设置　　系统可通过WIFI将测试数据上传到服务器，也可通过WIFI将服务器上的更新库的数据取到本地。　　做以上操作时，需要将HRS-30连接到可用的WIFI网络中，网络连接设置即是允许用户使能/禁用WIFI功能，并选择有效地WIFI网络。　　文件服务器设置　　用户在使用过程中，存在发现新的危险拉曼物质的可能。即拉曼物质库是一个逐渐累积的过程。当服务器端经授权机构或人员确认新的物质库之后，需要将新的拉曼库下发到各个手持式终端。手持式终端需要知道去何处取得新的拉曼物质库。文件服务器设置这一项即使允许用户输入其IP地址。　　鉴定模式设置　　在使用拉曼测试疑似物质时，激光器的功率对测量结果是有一定影响的。激光输出功率较大时，测试时间变短，收集到的拉曼信号也比较强，但此时被测物质产生的荧光比较强，噪音也比较大，且容易对被测物质产生损坏。激光器输出功率较小时，荧光较小，信噪比得到提升，但所需测量时间更长，且存在由于拉曼信号太弱而无法检测到可用信号的的风险。　　针对这两种情况，HRS-30系统定义了快检模式和精检模式供用户选择。快检模式下，激光器的功率加大，测量时间较短;精检模式下，激光器的功率变小，测量时间变长，但噪声变小。　　用户管理　　供用户设置用户名密码。　　位置更新　　HRS-30系统定义了GPS功能，可使用GPS更新所处位置的经纬度。但在室内等GPS信号不太好的地方，也允许用户手动输入位置坐标。鉴定　　扫描的触发　　通过点击屏幕上的扫描件或是物理键均可重启一次物质扫描。为了安全检测，HRS-30还具有延迟测量功能，以应对爆炸物等危险物品的检测。　　测量完成之后，根据测量结果的不同，仪器会给出如下关键信息　　备注　　除以上信息之外，现场的操作人员可能还会有其他信息需要添加，也可能希望对被测物质拍照，故此，HRS-30加入了用户添加备注的功能，和拍照功能。记录管理　　测试记录内容　　扫描操作完成之后，会形成一条包含关键信息、用户添加的备注信息、拍摄的照片、检测地点位置等数据的一条记录。用户可以删除该记录，但不能做任何修改。用户记录以测量时间进行排序，显示名称为鉴定物质种类和检定序列号。用户如果之前添加过备注信息，也会显示在图标上。　　测试记录的导出　　HRS-30系统定义了两种数据导出方式，U盘导出和WIFI导出。U盘导出是指数据可保存到U盘上，供用户转到其他设备上使用。WIFI导出指HRS-30可将用户的测量数据导出到设置好的服务器地址下。拉曼物质库管理　　默认库　　在HRS-30系统出厂时，会将目前最新的自有的拉曼物质库集成到HRS-30中。用户可以在页面上查看当前默认库中所包含的物质种类，及其拉曼峰形等信息。　　自建库　　当用户发现新物质在默认库中找不到时，可以采用自建库功能，将当前的图谱保存成自建库。自建库中的物质也会之后再进行该项疑似物品的鉴定时，加入到被搜索的库中。　　库的更新　　由于新型的违禁品层出不穷，拉曼库是需要在实际的使用中不断完善的。　　HRS-30系统支持三种模式来进行库的更新：　　自建库：如前所述，通过将样品的测量结果加入到自建库中进行本机库的更新。　　WIFI方式库更新：系统可由用户主动通过WIFI与服务器同步，从服务器上下载最新的拉曼物资库，之后进行本地库的更新。　　用户设定服务器地址之后，在有WIFI的情况下，HRS-30系统会自动检索服务器上库文件的版本号，若发现有新的库文件，会弹出提示框，询问操作人员是否进行物质库的更新。　　U盘方式库更新：在没有WIFI的情况下，用户可将需要更新的库放到U盘上，之后从U盘进行库的更新。

十月中旬，海洋光学进入亚洲第十年路演活动---西安地区专场在为期一周内（10月17~10月21日）走访了七所高校研究所的十一所院系。鉴于前期宣传得力，纸质邀请函的投入方式也吸引了之前没有咨询过或者没有听说我海洋品牌老师的参与度，有效增强了覆盖面面与影响圈。我们销售团队更是针对不同高校、院系对现场宣讲PPT内容进行了个性化调整，吸引了不少老师的驻足。在技术交流过程中，还穿插了现场提问增送“十周年小礼品”，不仅帮助高校师生了解新的技术、也帮助实验室研究生博士生开拓了视野，与此同时更是良好助力了海洋光学品牌光纤光谱仪在西安地区的宣传与推广。而在紧随其后的十一月，西南地区（成都）的路演从11月8日到11月10日，共举办了6场，分别走访了6所高校研究所的7个院系。此次路演也是今年海洋光学进入亚洲路演活动的最后一站。依托于之前各地举办的经验积累，在前期宣传各环节皆十分顺利。而在路演现场，也是吸取之前西北路演经验：按照客户的院系所属情况，对内容做了选择性的讲解，压缩讲解环节，留了更多的时间给客户提问和仪器实操这些互动环节。使参加的客户，不仅在理论上对光纤光谱有了认识，同时在直观上也有了比较深的概念和印象。今年的全国路演活动虽然暂告一段落，但通过五地路演活动，让客户直观认识到便携式光谱这种检测方式的同时，也让我们的销售更懂得与大家进行技术交流。希望大家继续关注海洋光学全国路演活动，也许下一站，就在你的学校̷̷我们也期待明年有更多火花，服务回馈新老客户。

海洋光学贴文集结令纷繁奖品等你来拿！ 活动概述：海洋光学贴文集结令开始啦！我们想听到你的声音，收集来自于“你”对使用海洋产品的应用案例、使用技巧、测评等的相关文章。欢迎大家踊跃发帖、投稿，纷繁奖品，等你来拿。 内容要求1、分享您与海洋产品的故事（字数不限）2、正文请包含如下内容：应用场景图、图谱结果、仪器型号、使用心得等 奖项设置：所有参加此次活动的文章均需涵盖 海洋光学产品，我们会从中甄选出如下：A-获赠价值2000现金奖励一名B-获赠价值700元移动无线硬盘两名-模块光谱仪产品（eg USB、QE系列等）&非模块光谱仪产品（eg拉曼系统、libs、其他采样附件类产品）各一名C-可获赠小米手环一枚；发帖阅读量&回复量前三名的参赛者更可升级为价值158元小米双向快充10000mAh充电宝 活动覆盖范围：此活动区域为海洋光学亚洲在中国大陆的业务经营区域 活动时间：此次活动推荐收集时间自北京时间2016年12月1日00:00:00开始，结束时间为2016年2月28日23：59：59。 参与方式：1、参与者可通过邮件投稿到海洋市场部指定邮箱asiamkt@oceanoptics.com邮件标题：原创帖文集结令-投稿人；2、经海洋光学市场部审稿通过后，请参与者发帖于各类相关学术论坛，如学校BBS、知乎、小木虫等学术类论坛并同时将发文链接给到海洋市场部指定邮箱asiamkt@oceanoptics.com3、请务必提供投稿仪器名称、投稿人姓名、公司名称、通讯地址、手机号以及电子邮箱。 活动须知：1、参与者参加本次活动即视为授权活动主办方可在今后的宣传中无偿使用参与者提供的信息，而无须再另行征求确认；2、参与者须保证作品的原创性，同时承担因侵犯第三方知识产权或其他权利而产生的全部赔偿责任，主办方不承担任何连带责任；3、所有此次活动相关的礼品，仅提供保修所需凭证，保修由原始制造厂家承担；海洋光学有权根据库存和实际操作需要，合理更换等值礼品；4、若对本次活动有任何疑问，请拨打活动咨询热线400-623-2690（工作日9:00-18:00）或邮件咨询asiamkt@oceanoptics.com；亦可关注海洋光学微信号OceanOpticsAsia5、活动最终解释权归蔚海光学仪器（上海）有限公司市场部。

　　在今年的慕尼黑生化展中，海洋光学携多款产品参展，其中两款在线光谱仪首次亮相。定制型TDLAS系统　　其中，定制型TDLAS系统(Tunable Diode Laser Absorption spectroscopy，调谐激光二极管吸收光谱)，可以用于多种微量气体的在线快速检测，适合生产线上快速运动的容器检漏，如环境质量监测(痕量气体O3、CO、NH3、H2S)，以及污染源气体排放在线监测(SO2、CO2、 HCl、HF)等。此外，还可以用于内源性呼吸气体的监测。工业在线光谱仪　　另一款是专门为工业设计的在线光谱仪，可以通过以太网多台并行工作。该产品集成了网络通讯接口，并内置算法，作为海洋光学在线光谱检测系统的一部分，可以在线检测颜色、吸光度、透过率等参数，适合印刷、印染、光学玻璃品控等行业。海洋光学展位

三天的“环保健康安全之旅”，弹指一挥。 此次我们在慕尼黑分析生化展上展出了如下产品： 拉曼海洋拉曼光谱仪从模块化搭建方案，发展到今天的便携快检。一键操作，快速获知答案。 荧光吸光高灵敏高信噪比的QE系列，是微弱荧光信号的理想检测器。STS体积小巧，适合集成作为检测核心。 反应动力学对于快速变化的反应检测，QE独有内置高速缓存，可以存储15000张图谱，数据无遗漏。 近红外检测海洋光学两款高低搭配产品，NIRQuest采用深制冷InGaAs探测器 ，有效降低暗电流，检测范围可达 900-2500 nm。flameNIR体积小巧，高性价比，检测范围覆盖900-1700nm，适合集成和一般定性检测。 LIBS全新升级的LIBS系统具有多项重大改进，达到业界领先水平。功能全面的样品仓，能有效提升数据的采集效果。 环境监测针对环境监测中对不同光谱段检测，以及分布式测试的需求，海洋的MAYA系列具有领先的紫外响应和极高的灵敏度。 在线光谱检测TDLAS可以在线高速检测微量气体，适合生产线上快速运动的容器检漏。在线光谱仪，集成了网络通讯接口，并内置算法，作为海洋在线光谱检测系统的一部分，可以在线检测颜色，吸光度，透过率等参数，适合印刷，印染，显示，光学玻璃品控等行业。  自1993年海洋光学发明微型光谱仪以来，光谱测量走下神坛。小而强大的微型光谱，配合光纤，实现光谱的原位，实时，全谱测量。 多年来 海洋光学持续改进和升级产品，小小光谱仪，上天入地，在各领域的科学研究  工业检测，发挥了巨大的作用。 今年，时值海洋进入亚洲十年，百尺竿头更进一步。 借助强大的科研力量，让光谱仪更简单易用、 贴近生活，不再是科学家和专业人员的专属。我们想让普通人也能拥有一份力量，借光谱改善生活。

今年是海洋光学连续第十次参加深圳光电博览会,同时也是我们海洋进入亚洲第十个年头。此次我们参展主题是亚洲十年，从实验室到工业现场。围绕这一主题，大家在现场可以看到整个展位以进入亚洲十周年的时间轴为主线，如06年海洋光学亚洲创立、09年开启本地生产研发、13年便携拉曼产品问世、16年确立三大业务单元等，以上这些具有代表性的年份，基本贯穿了海洋光学进入亚洲十年的发展。 与时间节点相对应的产品展示，则是遵循体现“从模块化产品、系统到工业定制各领域的发展轨迹。区别于往届展会，今年大家在展会现场，会看到我们为此次展会所定制的动静态产品演示装置，较之传统仪器零散成列，有更直观互动式体验。且每台仪器边上首次配以IPAD作为主要辅助展示工具，交互演示产品和应用信息。 展会期间作为优秀代理商代表，海洋亚洲总裁孙玲女士还接受了CCTV专访：就此次展出的新产品、新技术公司近期的发展情况以及亮点，在国内外市场拓展方面有哪些突出点或新动作；对行业当前发展的一些看法、判断和预期：所在行业新的发展趋势，包括市场、技术、应用等方面发表了看法。销售市场总监接受了ofweek杂志专访，一起探讨微型光谱仪的发展方向。如果您未能亲临展会现场，感受今年CIOE的种种不同，今年我们还会给您多一个选择：网上展会。大家可以借助VR技术，在移动终端获得一种身临其境的感受，同时获得交互式体验，打破时间、距离和空间限制。 具体参与方式可通过海洋官方微信入口 ，欢迎大家来重温一把虚拟实境，互动式多媒体展位介绍。

2016 年8月，微型光谱仪的领导者海洋光学近日发布了一款全新纳米海绵状SERS芯片。该芯片具有更低背景噪音、更高激光功率承受力、更宽泛波长激光选择与更长 货架存放期，实属拉曼增强的理想选择。同时，我们还提供各种不同波段范围的拉曼模块和ID Raman系列（包括638nm的拉曼系列）。 纳米海绵状SERS芯片的优势更低的背景噪音：这对非常低浓度物质的拉曼分析非常有利；高激光功率承受能力：有别于之前发布的纸质基板的SERS芯片，这款金属/玻璃基底的SERS芯片能承受功率非常高的激光入射（为了提高拉曼信号强度），而样品的性能不会发生改变；适用于不同波长激光：新的SERS芯片包括了金（Au）和银（Ag）基底，532拉曼系统推荐使用Ag基底的，785拉曼系统推荐使用Au基底。而处于这两者中间波长的632nm的拉曼系统对Au和Ag基底响应都很好；更长货架存放期：在长时间存放后，新版SERS芯片的纳米海绵结构相对于纸质基板的会更稳定，而且不会受室温环境的影响，从生产到货架存放6个月以后，还能保证纳米材料结构的稳定，甚至在存放1年或者更久之后，SERS芯片还能在拉曼测试中展示很好的性能。 适用于532,638和785拉曼，针对638nm的拉曼响应度最好；更长的存放期，相对于纸质基板的1--3个月的保存期，SP 纳米海绵SERS芯片可以在常温下存储6个月或更久;适用于高能量激光，而且可以确保SERS芯片的整个性能稳定，背景基线也非常低。 典型应用爆炸物纳米海绵技术的开发就是为了检测爆炸物和化学武器，与其他生产技术相比，这款SERS芯片的性能明显优于同类产品。食品安全基于新版SERS芯片对大多数农残的测试 ，最低检出限能到1ppm，另外比如对违法食品添加剂三聚氰胺的检测，在痕量水平都能被检测到。反伪造通过在燃油中添加拉曼标记物，来判定燃油的真伪，便于政府部门监管。痕量污染物检测通过痕量污染物拉曼监测，可以对产品生产和化学反应进行反应、过程监控。 我们该如何选择SERS芯片？我们使用不同的激发波长和测量样品对三种SERS芯片进行了测试和研究，比如，使用785nm的激光配合SERS-Ag，我们发现三聚氰胺有最强的拉曼响应，但是SERS-Au和SERS-SP的表现也相当不错。下表对不同激发波长的拉曼测试情况作了总结，可供大家参考： Laser wavelengthRAM-SERS-AURAM-SERS-AGRAM-SERS-SP532nm-Rhodamine 6G-638nmMalachite green,crystal violetRhodamine BExplosives785nmBPE,E.coli,pesticidesMelamine- 关于海洋光学亚洲（Ocean Optics Asia）和豪迈（HALMA）:海洋光学(www.OceanOptics.cn) 是世界领先的光传感和光谱技术解决方案提供商，为您提供测量和研究光与物质相互作用的先进技术。海洋光学在亚洲与欧洲设有分部，自1992年以来，在全球 范围内共售出了超过20万套光谱仪。海洋光学拥有庞大的产品线，包括光谱仪、化学传感器、计量仪器、光纤和光学元件等等。海洋光学的产品在医学和生物研 究、环境监测、科学教育、娱乐照明及显示等领域应用广泛。 海洋光学是英国豪迈（HALMA plc– www.halma.cn） 的子公司。创立于1894年的豪迈是世界领先的安全、健康及环境技术集团，伦敦证券交易所的上市公司，在全球拥有 5000 多名员工，40 多家子公司。豪迈是伦敦证券交易所上市公司中唯一一家在过去30多年股息增长保持5%以上年增长的企业。豪迈目前在上海、北京、广州、成都和沈阳设有区域 代表处，并且已在上海、北京、保定、深圳等地开设多家工厂和生产基地。 业务联系 胥康海洋光学亚洲市场经理电话：400 623 2690传真：021-6295 6708电邮：asiamkt@oceanoptics.com